Merge tag 'hardening-v6.2-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kees...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #include <linux/highmem.h>
10 #include <linux/hrtimer_api.h>
11 #include <linux/ktime_api.h>
12 #include <linux/sched/signal.h>
13 #include <linux/syscalls_api.h>
14 #include <linux/debug_locks.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/capability.h>
17 #include <linux/pgtable_api.h>
18 #include <linux/wait_bit.h>
19 #include <linux/jiffies.h>
20 #include <linux/spinlock_api.h>
21 #include <linux/cpumask_api.h>
22 #include <linux/lockdep_api.h>
23 #include <linux/hardirq.h>
24 #include <linux/softirq.h>
25 #include <linux/refcount_api.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/sched/clock.h>
28 #include <linux/sched/cond_resched.h>
29 #include <linux/sched/cputime.h>
30 #include <linux/sched/debug.h>
31 #include <linux/sched/hotplug.h>
32 #include <linux/sched/init.h>
33 #include <linux/sched/isolation.h>
34 #include <linux/sched/loadavg.h>
35 #include <linux/sched/mm.h>
36 #include <linux/sched/nohz.h>
37 #include <linux/sched/rseq_api.h>
38 #include <linux/sched/rt.h>
39
40 #include <linux/blkdev.h>
41 #include <linux/context_tracking.h>
42 #include <linux/cpuset.h>
43 #include <linux/delayacct.h>
44 #include <linux/init_task.h>
45 #include <linux/interrupt.h>
46 #include <linux/ioprio.h>
47 #include <linux/kallsyms.h>
48 #include <linux/kcov.h>
49 #include <linux/kprobes.h>
50 #include <linux/llist_api.h>
51 #include <linux/mmu_context.h>
52 #include <linux/mmzone.h>
53 #include <linux/mutex_api.h>
54 #include <linux/nmi.h>
55 #include <linux/nospec.h>
56 #include <linux/perf_event_api.h>
57 #include <linux/profile.h>
58 #include <linux/psi.h>
59 #include <linux/rcuwait_api.h>
60 #include <linux/sched/wake_q.h>
61 #include <linux/scs.h>
62 #include <linux/slab.h>
63 #include <linux/syscalls.h>
64 #include <linux/vtime.h>
65 #include <linux/wait_api.h>
66 #include <linux/workqueue_api.h>
67
68 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
69 # ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
70 #  include <linux/entry-common.h>
71 # endif
72 #endif
73
74 #include <uapi/linux/sched/types.h>
75
76 #include <asm/irq_regs.h>
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <linux/sched/rseq_api.h>
82 #include <trace/events/sched.h>
83 #undef CREATE_TRACE_POINTS
84
85 #include "sched.h"
86 #include "stats.h"
87 #include "autogroup.h"
88
89 #include "autogroup.h"
90 #include "pelt.h"
91 #include "smp.h"
92 #include "stats.h"
93
94 #include "../workqueue_internal.h"
95 #include "../../io_uring/io-wq.h"
96 #include "../smpboot.h"
97
98 /*
99  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
100  * associated with them) to allow external modules to probe them.
101  */
102 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
103 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
104 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
105 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
106 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
107 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_thermal_tp);
108 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
109 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
110 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
111 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
112 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
113
114 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
115
116 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
117 /*
118  * Debugging: various feature bits
119  *
120  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
121  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
122  * at compile time and compiler optimization based on features default.
123  */
124 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
125         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
126 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
127 #include "features.h"
128         0;
129 #undef SCHED_FEAT
130
131 /*
132  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
133  * LATENCY_WARN is enabled).
134  *
135  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
136  * per boot.
137  */
138 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
139 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
140 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
141
142 /*
143  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
144  * Limited because this is done with IRQs disabled.
145  */
146 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
147
148 __read_mostly int scheduler_running;
149
150 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
151
152 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
153
154 /* kernel prio, less is more */
155 static inline int __task_prio(struct task_struct *p)
156 {
157         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
158                 return -2;
159
160         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
161                 return p->prio; /* [-1, 99] */
162
163         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
164                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
165
166         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
167 }
168
169 /*
170  * l(a,b)
171  * le(a,b) := !l(b,a)
172  * g(a,b)  := l(b,a)
173  * ge(a,b) := !l(a,b)
174  */
175
176 /* real prio, less is less */
177 static inline bool prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
178 {
179
180         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
181
182         if (-pa < -pb)
183                 return true;
184
185         if (-pb < -pa)
186                 return false;
187
188         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
189                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
190
191         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
192                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
193
194         return false;
195 }
196
197 static inline bool __sched_core_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
198 {
199         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
200                 return true;
201
202         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
203                 return false;
204
205         /* flip prio, so high prio is leftmost */
206         if (prio_less(b, a, !!task_rq(a)->core->core_forceidle_count))
207                 return true;
208
209         return false;
210 }
211
212 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
213
214 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
215 {
216         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
217 }
218
219 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
220 {
221         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
222         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
223
224         if (cookie < p->core_cookie)
225                 return -1;
226
227         if (cookie > p->core_cookie)
228                 return 1;
229
230         return 0;
231 }
232
233 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
234 {
235         rq->core->core_task_seq++;
236
237         if (!p->core_cookie)
238                 return;
239
240         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
241 }
242
243 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
244 {
245         rq->core->core_task_seq++;
246
247         if (sched_core_enqueued(p)) {
248                 rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
249                 RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
250         }
251
252         /*
253          * Migrating the last task off the cpu, with the cpu in forced idle
254          * state. Reschedule to create an accounting edge for forced idle,
255          * and re-examine whether the core is still in forced idle state.
256          */
257         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE) && rq->nr_running == 1 &&
258             rq->core->core_forceidle_count && rq->curr == rq->idle)
259                 resched_curr(rq);
260 }
261
262 /*
263  * Find left-most (aka, highest priority) task matching @cookie.
264  */
265 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
266 {
267         struct rb_node *node;
268
269         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
270         /*
271          * The idle task always matches any cookie!
272          */
273         if (!node)
274                 return idle_sched_class.pick_task(rq);
275
276         return __node_2_sc(node);
277 }
278
279 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
280 {
281         struct rb_node *node = &p->core_node;
282
283         node = rb_next(node);
284         if (!node)
285                 return NULL;
286
287         p = container_of(node, struct task_struct, core_node);
288         if (p->core_cookie != cookie)
289                 return NULL;
290
291         return p;
292 }
293
294 /*
295  * Magic required such that:
296  *
297  *      raw_spin_rq_lock(rq);
298  *      ...
299  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
300  *
301  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
302  * always agree on what rq has what lock.
303  *
304  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
305  */
306
307 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
308 static atomic_t sched_core_count;
309 static struct cpumask sched_core_mask;
310
311 static void sched_core_lock(int cpu, unsigned long *flags)
312 {
313         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
314         int t, i = 0;
315
316         local_irq_save(*flags);
317         for_each_cpu(t, smt_mask)
318                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
319 }
320
321 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
322 {
323         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
324         int t;
325
326         for_each_cpu(t, smt_mask)
327                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
328         local_irq_restore(*flags);
329 }
330
331 static void __sched_core_flip(bool enabled)
332 {
333         unsigned long flags;
334         int cpu, t;
335
336         cpus_read_lock();
337
338         /*
339          * Toggle the online cores, one by one.
340          */
341         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
342         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
343                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
344
345                 sched_core_lock(cpu, &flags);
346
347                 for_each_cpu(t, smt_mask)
348                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
349
350                 cpu_rq(cpu)->core->core_forceidle_start = 0;
351
352                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
353
354                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
355         }
356
357         /*
358          * Toggle the offline CPUs.
359          */
360         for_each_cpu_andnot(cpu, cpu_possible_mask, cpu_online_mask)
361                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
362
363         cpus_read_unlock();
364 }
365
366 static void sched_core_assert_empty(void)
367 {
368         int cpu;
369
370         for_each_possible_cpu(cpu)
371                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
372 }
373
374 static void __sched_core_enable(void)
375 {
376         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
377         /*
378          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
379          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
380          */
381         synchronize_rcu();
382         __sched_core_flip(true);
383         sched_core_assert_empty();
384 }
385
386 static void __sched_core_disable(void)
387 {
388         sched_core_assert_empty();
389         __sched_core_flip(false);
390         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
391 }
392
393 void sched_core_get(void)
394 {
395         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
396                 return;
397
398         mutex_lock(&sched_core_mutex);
399         if (!atomic_read(&sched_core_count))
400                 __sched_core_enable();
401
402         smp_mb__before_atomic();
403         atomic_inc(&sched_core_count);
404         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
405 }
406
407 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
408 {
409         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
410                 __sched_core_disable();
411                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
412         }
413 }
414
415 void sched_core_put(void)
416 {
417         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
418
419         /*
420          * "There can be only one"
421          *
422          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
423          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
424          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
425          */
426         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
427                 schedule_work(&_work);
428 }
429
430 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
431
432 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
433 static inline void
434 sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags) { }
435
436 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
437
438 /*
439  * Serialization rules:
440  *
441  * Lock order:
442  *
443  *   p->pi_lock
444  *     rq->lock
445  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
446  *
447  *  rq1->lock
448  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
449  *
450  * Regular state:
451  *
452  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
453  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
454  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
455  * to run next.
456  *
457  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
458  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
459  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
460  * ttwu_queue_wakelist() ]
461  *
462  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
463  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
464  *
465  * Special state:
466  *
467  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
468  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
469  * stable while holding either lock:
470  *
471  *  - sched_setaffinity()/
472  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
473  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
474  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
475  *                              p->se.load, p->rt_priority,
476  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
477  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
478  *  - sched_move_task():        p->sched_task_group
479  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
480  *
481  * p->state <- TASK_*:
482  *
483  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
484  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
485  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
486  *   concurrent self.
487  *
488  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
489  *
490  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
491  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
492  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
493  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
494  *
495  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
496  *
497  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
498  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
499  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
500  *
501  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
502  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
503  *
504  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
505  *
506  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
507  *
508  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
509  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
510  *
511  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
512  *
513  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
514  *
515  *  - for migration called under rq->lock:
516  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
517  *
518  *    o move_queued_task()
519  *    o detach_task()
520  *
521  *  - for migration called under double_rq_lock():
522  *
523  *    o __migrate_swap_task()
524  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
525  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
526  *    o dl_task_offline_migration()
527  *
528  */
529
530 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
531 {
532         raw_spinlock_t *lock;
533
534         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
535         preempt_disable();
536         if (sched_core_disabled()) {
537                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
538                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
539                 preempt_enable_no_resched();
540                 return;
541         }
542
543         for (;;) {
544                 lock = __rq_lockp(rq);
545                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
546                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
547                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
548                         preempt_enable_no_resched();
549                         return;
550                 }
551                 raw_spin_unlock(lock);
552         }
553 }
554
555 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
556 {
557         raw_spinlock_t *lock;
558         bool ret;
559
560         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
561         preempt_disable();
562         if (sched_core_disabled()) {
563                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
564                 preempt_enable();
565                 return ret;
566         }
567
568         for (;;) {
569                 lock = __rq_lockp(rq);
570                 ret = raw_spin_trylock(lock);
571                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
572                         preempt_enable();
573                         return ret;
574                 }
575                 raw_spin_unlock(lock);
576         }
577 }
578
579 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
580 {
581         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
582 }
583
584 #ifdef CONFIG_SMP
585 /*
586  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
587  */
588 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
589 {
590         lockdep_assert_irqs_disabled();
591
592         if (rq_order_less(rq2, rq1))
593                 swap(rq1, rq2);
594
595         raw_spin_rq_lock(rq1);
596         if (__rq_lockp(rq1) != __rq_lockp(rq2))
597                 raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
598
599         double_rq_clock_clear_update(rq1, rq2);
600 }
601 #endif
602
603 /*
604  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
605  */
606 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
607         __acquires(rq->lock)
608 {
609         struct rq *rq;
610
611         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
612
613         for (;;) {
614                 rq = task_rq(p);
615                 raw_spin_rq_lock(rq);
616                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
617                         rq_pin_lock(rq, rf);
618                         return rq;
619                 }
620                 raw_spin_rq_unlock(rq);
621
622                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
623                         cpu_relax();
624         }
625 }
626
627 /*
628  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
629  */
630 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
631         __acquires(p->pi_lock)
632         __acquires(rq->lock)
633 {
634         struct rq *rq;
635
636         for (;;) {
637                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
638                 rq = task_rq(p);
639                 raw_spin_rq_lock(rq);
640                 /*
641                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
642                  *
643                  *      ACQUIRE (rq->lock)
644                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
645                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
646                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
647                  *                                      [L] ->on_rq
648                  *      RELEASE (rq->lock)
649                  *
650                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
651                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
652                  *
653                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
654                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
655                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
656                  */
657                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
658                         rq_pin_lock(rq, rf);
659                         return rq;
660                 }
661                 raw_spin_rq_unlock(rq);
662                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
663
664                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
665                         cpu_relax();
666         }
667 }
668
669 /*
670  * RQ-clock updating methods:
671  */
672
673 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
674 {
675 /*
676  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
677  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
678  */
679         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
680
681 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
682         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
683
684         /*
685          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
686          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
687          * {soft,}irq region.
688          *
689          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
690          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
691          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
692          * monotonic.
693          *
694          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
695          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
696          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
697          * atomic ops.
698          */
699         if (irq_delta > delta)
700                 irq_delta = delta;
701
702         rq->prev_irq_time += irq_delta;
703         delta -= irq_delta;
704         psi_account_irqtime(rq->curr, irq_delta);
705 #endif
706 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
707         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
708                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
709                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
710
711                 if (unlikely(steal > delta))
712                         steal = delta;
713
714                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
715                 delta -= steal;
716         }
717 #endif
718
719         rq->clock_task += delta;
720
721 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
722         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
723                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
724 #endif
725         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
726 }
727
728 void update_rq_clock(struct rq *rq)
729 {
730         s64 delta;
731
732         lockdep_assert_rq_held(rq);
733
734         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
735                 return;
736
737 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
738         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
739                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
740         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
741 #endif
742
743         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
744         if (delta < 0)
745                 return;
746         rq->clock += delta;
747         update_rq_clock_task(rq, delta);
748 }
749
750 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
751 /*
752  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
753  */
754
755 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
756 {
757         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
758                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
759 }
760
761 /*
762  * High-resolution timer tick.
763  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
764  */
765 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
766 {
767         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
768         struct rq_flags rf;
769
770         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
771
772         rq_lock(rq, &rf);
773         update_rq_clock(rq);
774         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
775         rq_unlock(rq, &rf);
776
777         return HRTIMER_NORESTART;
778 }
779
780 #ifdef CONFIG_SMP
781
782 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
783 {
784         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
785         ktime_t time = rq->hrtick_time;
786
787         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
788 }
789
790 /*
791  * called from hardirq (IPI) context
792  */
793 static void __hrtick_start(void *arg)
794 {
795         struct rq *rq = arg;
796         struct rq_flags rf;
797
798         rq_lock(rq, &rf);
799         __hrtick_restart(rq);
800         rq_unlock(rq, &rf);
801 }
802
803 /*
804  * Called to set the hrtick timer state.
805  *
806  * called with rq->lock held and irqs disabled
807  */
808 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
809 {
810         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
811         s64 delta;
812
813         /*
814          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
815          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
816          */
817         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
818         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
819
820         if (rq == this_rq())
821                 __hrtick_restart(rq);
822         else
823                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
824 }
825
826 #else
827 /*
828  * Called to set the hrtick timer state.
829  *
830  * called with rq->lock held and irqs disabled
831  */
832 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
833 {
834         /*
835          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
836          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
837          */
838         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
839         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
840                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
841 }
842
843 #endif /* CONFIG_SMP */
844
845 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
846 {
847 #ifdef CONFIG_SMP
848         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
849 #endif
850         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
851         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
852 }
853 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
854 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
855 {
856 }
857
858 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
859 {
860 }
861 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
862
863 /*
864  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
865  */
866 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
867         ({                                                              \
868                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
869                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
870                 typeof(*_ptr) _val = *_ptr;                             \
871                                                                         \
872                 do {                                                    \
873                 } while (!try_cmpxchg(_ptr, &_val, _val | _mask));      \
874         _val;                                                           \
875 })
876
877 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
878 /*
879  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
880  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
881  * spurious IPIs.
882  */
883 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
884 {
885         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
886         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
887 }
888
889 /*
890  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
891  *
892  * If this returns true, then the idle task promises to call
893  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
894  */
895 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
896 {
897         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
898         typeof(ti->flags) val = READ_ONCE(ti->flags);
899
900         for (;;) {
901                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
902                         return false;
903                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
904                         return true;
905                 if (try_cmpxchg(&ti->flags, &val, val | _TIF_NEED_RESCHED))
906                         break;
907         }
908         return true;
909 }
910
911 #else
912 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
913 {
914         set_tsk_need_resched(p);
915         return true;
916 }
917
918 #ifdef CONFIG_SMP
919 static inline bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
920 {
921         return false;
922 }
923 #endif
924 #endif
925
926 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
927 {
928         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
929
930         /*
931          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
932          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
933          * wakeup due to that.
934          *
935          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
936          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
937          */
938         smp_mb__before_atomic();
939         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
940                 return false;
941
942         /*
943          * The head is context local, there can be no concurrency.
944          */
945         *head->lastp = node;
946         head->lastp = &node->next;
947         return true;
948 }
949
950 /**
951  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
952  * @head: the wake_q_head to add @task to
953  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
954  *
955  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
956  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
957  * instantly.
958  *
959  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
960  * must be ready to be woken at this location.
961  */
962 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
963 {
964         if (__wake_q_add(head, task))
965                 get_task_struct(task);
966 }
967
968 /**
969  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
970  * @head: the wake_q_head to add @task to
971  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
972  *
973  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
974  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
975  * instantly.
976  *
977  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
978  * must be ready to be woken at this location.
979  *
980  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
981  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
982  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
983  * queued for wakeup.
984  */
985 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
986 {
987         if (!__wake_q_add(head, task))
988                 put_task_struct(task);
989 }
990
991 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
992 {
993         struct wake_q_node *node = head->first;
994
995         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
996                 struct task_struct *task;
997
998                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
999                 /* Task can safely be re-inserted now: */
1000                 node = node->next;
1001                 task->wake_q.next = NULL;
1002
1003                 /*
1004                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
1005                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
1006                  */
1007                 wake_up_process(task);
1008                 put_task_struct(task);
1009         }
1010 }
1011
1012 /*
1013  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
1014  *
1015  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1016  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1017  * the target CPU.
1018  */
1019 void resched_curr(struct rq *rq)
1020 {
1021         struct task_struct *curr = rq->curr;
1022         int cpu;
1023
1024         lockdep_assert_rq_held(rq);
1025
1026         if (test_tsk_need_resched(curr))
1027                 return;
1028
1029         cpu = cpu_of(rq);
1030
1031         if (cpu == smp_processor_id()) {
1032                 set_tsk_need_resched(curr);
1033                 set_preempt_need_resched();
1034                 return;
1035         }
1036
1037         if (set_nr_and_not_polling(curr))
1038                 smp_send_reschedule(cpu);
1039         else
1040                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1041 }
1042
1043 void resched_cpu(int cpu)
1044 {
1045         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1046         unsigned long flags;
1047
1048         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
1049         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
1050                 resched_curr(rq);
1051         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
1052 }
1053
1054 #ifdef CONFIG_SMP
1055 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1056 /*
1057  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1058  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1059  *
1060  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1061  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1062  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1063  */
1064 int get_nohz_timer_target(void)
1065 {
1066         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1067         struct sched_domain *sd;
1068         const struct cpumask *hk_mask;
1069
1070         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TIMER)) {
1071                 if (!idle_cpu(cpu))
1072                         return cpu;
1073                 default_cpu = cpu;
1074         }
1075
1076         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_TIMER);
1077
1078         rcu_read_lock();
1079         for_each_domain(cpu, sd) {
1080                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1081                         if (cpu == i)
1082                                 continue;
1083
1084                         if (!idle_cpu(i)) {
1085                                 cpu = i;
1086                                 goto unlock;
1087                         }
1088                 }
1089         }
1090
1091         if (default_cpu == -1)
1092                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_TYPE_TIMER);
1093         cpu = default_cpu;
1094 unlock:
1095         rcu_read_unlock();
1096         return cpu;
1097 }
1098
1099 /*
1100  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1101  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1102  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1103  * idle system the next event might even be infinite time into the
1104  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1105  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1106  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1107  * wheel for the next timer event.
1108  */
1109 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1110 {
1111         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1112
1113         if (cpu == smp_processor_id())
1114                 return;
1115
1116         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1117                 smp_send_reschedule(cpu);
1118         else
1119                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1120 }
1121
1122 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1123 {
1124         /*
1125          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1126          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1127          * If needed we can still optimize that later with an
1128          * empty IRQ.
1129          */
1130         if (cpu_is_offline(cpu))
1131                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1132         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1133                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1134                     tick_nohz_tick_stopped())
1135                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1136                 return true;
1137         }
1138
1139         return false;
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1144  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1145  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1146  */
1147 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1148 {
1149         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1150                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1151 }
1152
1153 static void nohz_csd_func(void *info)
1154 {
1155         struct rq *rq = info;
1156         int cpu = cpu_of(rq);
1157         unsigned int flags;
1158
1159         /*
1160          * Release the rq::nohz_csd.
1161          */
1162         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1163         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1164
1165         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1166         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1167                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1168                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1169         }
1170 }
1171
1172 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1173
1174 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1175 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1176 {
1177         int fifo_nr_running;
1178
1179         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1180         if (rq->dl.dl_nr_running)
1181                 return false;
1182
1183         /*
1184          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1185          * actual RR behaviour.
1186          */
1187         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1188                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1189                         return true;
1190                 else
1191                         return false;
1192         }
1193
1194         /*
1195          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1196          * forced preemption between FIFO tasks.
1197          */
1198         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1199         if (fifo_nr_running)
1200                 return true;
1201
1202         /*
1203          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1204          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1205          * preemption.
1206          */
1207         if (rq->nr_running > 1)
1208                 return false;
1209
1210         return true;
1211 }
1212 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1213 #endif /* CONFIG_SMP */
1214
1215 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1216                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1217 /*
1218  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1219  * node and @up when leaving it for the final time.
1220  *
1221  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1222  */
1223 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1224                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1225 {
1226         struct task_group *parent, *child;
1227         int ret;
1228
1229         parent = from;
1230
1231 down:
1232         ret = (*down)(parent, data);
1233         if (ret)
1234                 goto out;
1235         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1236                 parent = child;
1237                 goto down;
1238
1239 up:
1240                 continue;
1241         }
1242         ret = (*up)(parent, data);
1243         if (ret || parent == from)
1244                 goto out;
1245
1246         child = parent;
1247         parent = parent->parent;
1248         if (parent)
1249                 goto up;
1250 out:
1251         return ret;
1252 }
1253
1254 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1255 {
1256         return 0;
1257 }
1258 #endif
1259
1260 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1261 {
1262         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1263         struct load_weight *load = &p->se.load;
1264
1265         /*
1266          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1267          */
1268         if (task_has_idle_policy(p)) {
1269                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1270                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1271                 return;
1272         }
1273
1274         /*
1275          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1276          * weight
1277          */
1278         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1279                 reweight_task(p, prio);
1280         } else {
1281                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1282                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1283         }
1284 }
1285
1286 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1287 /*
1288  * Serializes updates of utilization clamp values
1289  *
1290  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1291  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1292  * support enqueue/dequeue operations.
1293  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1294  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1295  * updates or API abuses.
1296  */
1297 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1298
1299 /* Max allowed minimum utilization */
1300 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1301
1302 /* Max allowed maximum utilization */
1303 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1304
1305 /*
1306  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1307  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1308  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1309  *
1310  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1311  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1312  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1313  * battery life.
1314  *
1315  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1316  *
1317  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1318  * above.
1319  */
1320 static unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1321
1322 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1323 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1324
1325 /*
1326  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1327  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1328  * enqueue/dequeue_task().
1329  *
1330  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1331  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1332  *
1333  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1334  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1335  * functionality.
1336  *
1337  * The knobs that would enable this static key are:
1338  *
1339  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1340  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1341  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1342  */
1343 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1344
1345 /* Integer rounded range for each bucket */
1346 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1347
1348 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1349         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1350
1351 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1352 {
1353         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1354 }
1355
1356 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1357 {
1358         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1359                 return 0;
1360         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1361 }
1362
1363 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1364                                  unsigned int value, bool user_defined)
1365 {
1366         uc_se->value = value;
1367         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1368         uc_se->user_defined = user_defined;
1369 }
1370
1371 static inline unsigned int
1372 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1373                   unsigned int clamp_value)
1374 {
1375         /*
1376          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1377          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1378          * max-clamp.
1379          */
1380         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1381                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1382                 return clamp_value;
1383         }
1384
1385         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1386 }
1387
1388 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1389                                      unsigned int clamp_value)
1390 {
1391         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1392         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1393                 return;
1394
1395         uclamp_rq_set(rq, clamp_id, clamp_value);
1396 }
1397
1398 static inline
1399 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1400                                    unsigned int clamp_value)
1401 {
1402         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1403         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1404
1405         /*
1406          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1407          * top most bucket with tasks in.
1408          */
1409         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1410                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1411                         continue;
1412                 return bucket[bucket_id].value;
1413         }
1414
1415         /* No tasks -- default clamp values */
1416         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1417 }
1418
1419 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1420 {
1421         unsigned int default_util_min;
1422         struct uclamp_se *uc_se;
1423
1424         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1425
1426         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1427
1428         /* Only sync if user didn't override the default */
1429         if (uc_se->user_defined)
1430                 return;
1431
1432         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1433         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1434 }
1435
1436 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1437 {
1438         struct rq_flags rf;
1439         struct rq *rq;
1440
1441         if (!rt_task(p))
1442                 return;
1443
1444         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1445         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1446         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1447         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1448 }
1449
1450 static inline struct uclamp_se
1451 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1452 {
1453         /* Copy by value as we could modify it */
1454         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1455 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1456         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1457
1458         /*
1459          * Tasks in autogroups or root task group will be
1460          * restricted by system defaults.
1461          */
1462         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1463                 return uc_req;
1464         if (task_group(p) == &root_task_group)
1465                 return uc_req;
1466
1467         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1468         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1469         value = uc_req.value;
1470         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1471         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1472 #endif
1473
1474         return uc_req;
1475 }
1476
1477 /*
1478  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1479  * priority:
1480  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1481  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1482  *   group or in an autogroup
1483  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1484  */
1485 static inline struct uclamp_se
1486 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1487 {
1488         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1489         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1490
1491         /* System default restrictions always apply */
1492         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1493                 return uc_max;
1494
1495         return uc_req;
1496 }
1497
1498 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1499 {
1500         struct uclamp_se uc_eff;
1501
1502         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1503         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1504                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1505
1506         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1507
1508         return (unsigned long)uc_eff.value;
1509 }
1510
1511 /*
1512  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1513  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1514  * updates the rq's clamp value if required.
1515  *
1516  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1517  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1518  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1519  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1520  */
1521 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1522                                     enum uclamp_id clamp_id)
1523 {
1524         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1525         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1526         struct uclamp_bucket *bucket;
1527
1528         lockdep_assert_rq_held(rq);
1529
1530         /* Update task effective clamp */
1531         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1532
1533         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1534         bucket->tasks++;
1535         uc_se->active = true;
1536
1537         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1538
1539         /*
1540          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1541          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1542          */
1543         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1544                 bucket->value = uc_se->value;
1545
1546         if (uc_se->value > uclamp_rq_get(rq, clamp_id))
1547                 uclamp_rq_set(rq, clamp_id, uc_se->value);
1548 }
1549
1550 /*
1551  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1552  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1553  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1554  *
1555  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1556  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1557  * enforce the expected state and warn.
1558  */
1559 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1560                                     enum uclamp_id clamp_id)
1561 {
1562         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1563         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1564         struct uclamp_bucket *bucket;
1565         unsigned int bkt_clamp;
1566         unsigned int rq_clamp;
1567
1568         lockdep_assert_rq_held(rq);
1569
1570         /*
1571          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1572          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1573          *
1574          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1575          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1576          * here.
1577          *
1578          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1579          * problem too
1580          *
1581          *      enqueue(taskA)
1582          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1583          *      enqueue(taskB)
1584          *      dequeue(taskA)
1585          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1586          *      dequeue(taskB)
1587          *
1588          * where we could end up with stale data in uc_se and
1589          * bucket[uc_se->bucket_id].
1590          *
1591          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1592          */
1593         if (unlikely(!uc_se->active))
1594                 return;
1595
1596         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1597
1598         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1599         if (likely(bucket->tasks))
1600                 bucket->tasks--;
1601
1602         uc_se->active = false;
1603
1604         /*
1605          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1606          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1607          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1608          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1609          */
1610         if (likely(bucket->tasks))
1611                 return;
1612
1613         rq_clamp = uclamp_rq_get(rq, clamp_id);
1614         /*
1615          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1616          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1617          */
1618         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1619         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1620                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1621                 uclamp_rq_set(rq, clamp_id, bkt_clamp);
1622         }
1623 }
1624
1625 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1626 {
1627         enum uclamp_id clamp_id;
1628
1629         /*
1630          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1631          *
1632          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1633          * sched_uclamp_used is disabled.
1634          */
1635         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1636                 return;
1637
1638         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1639                 return;
1640
1641         for_each_clamp_id(clamp_id)
1642                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1643
1644         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1645         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1646                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1647 }
1648
1649 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1650 {
1651         enum uclamp_id clamp_id;
1652
1653         /*
1654          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1655          *
1656          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1657          * sched_uclamp_used is disabled.
1658          */
1659         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1660                 return;
1661
1662         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1663                 return;
1664
1665         for_each_clamp_id(clamp_id)
1666                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1667 }
1668
1669 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1670                                       enum uclamp_id clamp_id)
1671 {
1672         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1673                 return;
1674
1675         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1676         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1677
1678         /*
1679          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1680          * active tasks on rq.
1681          */
1682         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1683                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1684 }
1685
1686 static inline void
1687 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1688 {
1689         enum uclamp_id clamp_id;
1690         struct rq_flags rf;
1691         struct rq *rq;
1692
1693         /*
1694          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1695          *
1696          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1697          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1698          * enqueues, dequeues and migration operations.
1699          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1700          */
1701         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1702
1703         /*
1704          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1705          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1706          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1707          * it will already see the updated clamp bucket value.
1708          */
1709         for_each_clamp_id(clamp_id)
1710                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1711
1712         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1713 }
1714
1715 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1716 static inline void
1717 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1718 {
1719         struct css_task_iter it;
1720         struct task_struct *p;
1721
1722         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1723         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1724                 uclamp_update_active(p);
1725         css_task_iter_end(&it);
1726 }
1727
1728 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1729 #endif
1730
1731 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1732 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1733 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1734 static void uclamp_update_root_tg(void)
1735 {
1736         struct task_group *tg = &root_task_group;
1737
1738         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1739                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1740         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1741                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1742
1743         rcu_read_lock();
1744         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1745         rcu_read_unlock();
1746 }
1747 #else
1748 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1749 #endif
1750
1751 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1752 {
1753         struct task_struct *g, *p;
1754
1755         /*
1756          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1757          *                                        uclamp_min_rt = X;
1758          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1759          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1760          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1761          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1762          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1763          *
1764          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1765          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1766          * task.
1767          */
1768         read_lock(&tasklist_lock);
1769         smp_mb__after_spinlock();
1770         read_unlock(&tasklist_lock);
1771
1772         rcu_read_lock();
1773         for_each_process_thread(g, p)
1774                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1775         rcu_read_unlock();
1776 }
1777
1778 static int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1779                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1780 {
1781         bool update_root_tg = false;
1782         int old_min, old_max, old_min_rt;
1783         int result;
1784
1785         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1786         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1787         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1788         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1789
1790         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1791         if (result)
1792                 goto undo;
1793         if (!write)
1794                 goto done;
1795
1796         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1797             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1798             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1799
1800                 result = -EINVAL;
1801                 goto undo;
1802         }
1803
1804         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1805                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1806                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1807                 update_root_tg = true;
1808         }
1809         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1810                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1811                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1812                 update_root_tg = true;
1813         }
1814
1815         if (update_root_tg) {
1816                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1817                 uclamp_update_root_tg();
1818         }
1819
1820         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1821                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1822                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1823         }
1824
1825         /*
1826          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1827          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1828          * task enqueue time.
1829          */
1830
1831         goto done;
1832
1833 undo:
1834         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1835         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1836         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1837 done:
1838         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1839
1840         return result;
1841 }
1842 #endif
1843 #endif
1844
1845 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1846                            const struct sched_attr *attr)
1847 {
1848         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1849         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1850
1851         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1852                 util_min = attr->sched_util_min;
1853
1854                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1855                         return -EINVAL;
1856         }
1857
1858         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1859                 util_max = attr->sched_util_max;
1860
1861                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1862                         return -EINVAL;
1863         }
1864
1865         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1866                 return -EINVAL;
1867
1868         /*
1869          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1870          *
1871          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1872          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1873          * scheduler locks.
1874          */
1875         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1876
1877         return 0;
1878 }
1879
1880 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1881                          enum uclamp_id clamp_id,
1882                          struct uclamp_se *uc_se)
1883 {
1884         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1885         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1886             !uc_se->user_defined)
1887                 return true;
1888
1889         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1890         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1891             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1892             attr->sched_util_min == -1) {
1893                 return true;
1894         }
1895
1896         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1897             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1898             attr->sched_util_max == -1) {
1899                 return true;
1900         }
1901
1902         return false;
1903 }
1904
1905 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1906                                   const struct sched_attr *attr)
1907 {
1908         enum uclamp_id clamp_id;
1909
1910         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1911                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1912                 unsigned int value;
1913
1914                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1915                         continue;
1916
1917                 /*
1918                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1919                  * at runtime.
1920                  */
1921                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1922                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1923                 else
1924                         value = uclamp_none(clamp_id);
1925
1926                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1927
1928         }
1929
1930         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1931                 return;
1932
1933         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1934             attr->sched_util_min != -1) {
1935                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1936                               attr->sched_util_min, true);
1937         }
1938
1939         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1940             attr->sched_util_max != -1) {
1941                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1942                               attr->sched_util_max, true);
1943         }
1944 }
1945
1946 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1947 {
1948         enum uclamp_id clamp_id;
1949
1950         /*
1951          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1952          * as the task is still at its early fork stages.
1953          */
1954         for_each_clamp_id(clamp_id)
1955                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1956
1957         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1958                 return;
1959
1960         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1961                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1962                               uclamp_none(clamp_id), false);
1963         }
1964 }
1965
1966 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1967 {
1968         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1969 }
1970
1971 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1972 {
1973         enum uclamp_id clamp_id;
1974         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1975
1976         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1977                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1978                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1979                 };
1980         }
1981
1982         rq->uclamp_flags = UCLAMP_FLAG_IDLE;
1983 }
1984
1985 static void __init init_uclamp(void)
1986 {
1987         struct uclamp_se uc_max = {};
1988         enum uclamp_id clamp_id;
1989         int cpu;
1990
1991         for_each_possible_cpu(cpu)
1992                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1993
1994         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1995                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1996                               uclamp_none(clamp_id), false);
1997         }
1998
1999         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
2000         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
2001         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2002                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
2003 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
2004                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
2005                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
2006 #endif
2007         }
2008 }
2009
2010 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2011 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2012 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2013 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
2014                                   const struct sched_attr *attr)
2015 {
2016         return -EOPNOTSUPP;
2017 }
2018 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
2019                                   const struct sched_attr *attr) { }
2020 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
2021 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
2022 static inline void init_uclamp(void) { }
2023 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2024
2025 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
2026 {
2027         return task_on_rq_queued(p);
2028 }
2029
2030 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
2031 {
2032         unsigned long ip = 0;
2033         unsigned int state;
2034
2035         if (!p || p == current)
2036                 return 0;
2037
2038         /* Only get wchan if task is blocked and we can keep it that way. */
2039         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2040         state = READ_ONCE(p->__state);
2041         smp_rmb(); /* see try_to_wake_up() */
2042         if (state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq)
2043                 ip = __get_wchan(p);
2044         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2045
2046         return ip;
2047 }
2048
2049 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2050 {
2051         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
2052                 update_rq_clock(rq);
2053
2054         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
2055                 sched_info_enqueue(rq, p);
2056                 psi_enqueue(p, (flags & ENQUEUE_WAKEUP) && !(flags & ENQUEUE_MIGRATED));
2057         }
2058
2059         uclamp_rq_inc(rq, p);
2060         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
2061
2062         if (sched_core_enabled(rq))
2063                 sched_core_enqueue(rq, p);
2064 }
2065
2066 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2067 {
2068         if (sched_core_enabled(rq))
2069                 sched_core_dequeue(rq, p, flags);
2070
2071         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
2072                 update_rq_clock(rq);
2073
2074         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
2075                 sched_info_dequeue(rq, p);
2076                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2077         }
2078
2079         uclamp_rq_dec(rq, p);
2080         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
2081 }
2082
2083 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2084 {
2085         enqueue_task(rq, p, flags);
2086
2087         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2088 }
2089
2090 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2091 {
2092         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
2093
2094         dequeue_task(rq, p, flags);
2095 }
2096
2097 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2098 {
2099         int prio;
2100
2101         if (dl_policy(policy))
2102                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2103         else if (rt_policy(policy))
2104                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2105         else
2106                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2107
2108         return prio;
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2113  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2114  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2115  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2116  * estimator recalculates.
2117  */
2118 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2119 {
2120         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2121 }
2122
2123 /*
2124  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2125  * taken into account by the scheduler. This value might
2126  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2127  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2128  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2129  */
2130 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2131 {
2132         p->normal_prio = normal_prio(p);
2133         /*
2134          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2135          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2136          * to the normal priority:
2137          */
2138         if (!rt_prio(p->prio))
2139                 return p->normal_prio;
2140         return p->prio;
2141 }
2142
2143 /**
2144  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2145  * @p: the task in question.
2146  *
2147  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2148  */
2149 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2150 {
2151         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2152 }
2153
2154 /*
2155  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2156  * use the balance_callback list if you want balancing.
2157  *
2158  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2159  * balance_callback().
2160  */
2161 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2162                                        const struct sched_class *prev_class,
2163                                        int oldprio)
2164 {
2165         if (prev_class != p->sched_class) {
2166                 if (prev_class->switched_from)
2167                         prev_class->switched_from(rq, p);
2168
2169                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2170         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2171                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2172 }
2173
2174 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2175 {
2176         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2177                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2178         else if (sched_class_above(p->sched_class, rq->curr->sched_class))
2179                 resched_curr(rq);
2180
2181         /*
2182          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2183          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2184          */
2185         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2186                 rq_clock_skip_update(rq);
2187 }
2188
2189 #ifdef CONFIG_SMP
2190
2191 static void
2192 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx);
2193
2194 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2195                                   struct affinity_context *ctx);
2196
2197 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2198 {
2199         struct affinity_context ac = {
2200                 .new_mask  = cpumask_of(rq->cpu),
2201                 .flags     = SCA_MIGRATE_DISABLE,
2202         };
2203
2204         if (likely(!p->migration_disabled))
2205                 return;
2206
2207         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2208                 return;
2209
2210         /*
2211          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2212          */
2213         __do_set_cpus_allowed(p, &ac);
2214 }
2215
2216 void migrate_disable(void)
2217 {
2218         struct task_struct *p = current;
2219
2220         if (p->migration_disabled) {
2221                 p->migration_disabled++;
2222                 return;
2223         }
2224
2225         preempt_disable();
2226         this_rq()->nr_pinned++;
2227         p->migration_disabled = 1;
2228         preempt_enable();
2229 }
2230 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2231
2232 void migrate_enable(void)
2233 {
2234         struct task_struct *p = current;
2235         struct affinity_context ac = {
2236                 .new_mask  = &p->cpus_mask,
2237                 .flags     = SCA_MIGRATE_ENABLE,
2238         };
2239
2240         if (p->migration_disabled > 1) {
2241                 p->migration_disabled--;
2242                 return;
2243         }
2244
2245         if (WARN_ON_ONCE(!p->migration_disabled))
2246                 return;
2247
2248         /*
2249          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2250          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2251          */
2252         preempt_disable();
2253         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2254                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &ac);
2255         /*
2256          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2257          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2258          * select_fallback_rq) get confused.
2259          */
2260         barrier();
2261         p->migration_disabled = 0;
2262         this_rq()->nr_pinned--;
2263         preempt_enable();
2264 }
2265 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2266
2267 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2268 {
2269         return rq->nr_pinned;
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2274  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2275  */
2276 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2277 {
2278         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2279         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2280                 return false;
2281
2282         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2283         if (is_migration_disabled(p))
2284                 return cpu_online(cpu);
2285
2286         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2287         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2288                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2289
2290         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2291         if (kthread_is_per_cpu(p))
2292                 return cpu_online(cpu);
2293
2294         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2295         if (cpu_dying(cpu))
2296                 return false;
2297
2298         /* But are allowed during online. */
2299         return cpu_online(cpu);
2300 }
2301
2302 /*
2303  * This is how migration works:
2304  *
2305  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2306  *    stop_one_cpu().
2307  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2308  *    off the CPU)
2309  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2310  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2311  *    it and puts it into the right queue.
2312  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2313  *    is done.
2314  */
2315
2316 /*
2317  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2318  *
2319  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2320  */
2321 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2322                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2323 {
2324         lockdep_assert_rq_held(rq);
2325
2326         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2327         set_task_cpu(p, new_cpu);
2328         rq_unlock(rq, rf);
2329
2330         rq = cpu_rq(new_cpu);
2331
2332         rq_lock(rq, rf);
2333         WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != new_cpu);
2334         activate_task(rq, p, 0);
2335         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2336
2337         return rq;
2338 }
2339
2340 struct migration_arg {
2341         struct task_struct              *task;
2342         int                             dest_cpu;
2343         struct set_affinity_pending     *pending;
2344 };
2345
2346 /*
2347  * @refs: number of wait_for_completion()
2348  * @stop_pending: is @stop_work in use
2349  */
2350 struct set_affinity_pending {
2351         refcount_t              refs;
2352         unsigned int            stop_pending;
2353         struct completion       done;
2354         struct cpu_stop_work    stop_work;
2355         struct migration_arg    arg;
2356 };
2357
2358 /*
2359  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2360  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2361  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2362  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2363  *
2364  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2365  * as the task is no longer on this CPU.
2366  */
2367 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2368                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2369 {
2370         /* Affinity changed (again). */
2371         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2372                 return rq;
2373
2374         update_rq_clock(rq);
2375         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2376
2377         return rq;
2378 }
2379
2380 /*
2381  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2382  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2383  * 'pushing' onto another runqueue.
2384  */
2385 static int migration_cpu_stop(void *data)
2386 {
2387         struct migration_arg *arg = data;
2388         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2389         struct task_struct *p = arg->task;
2390         struct rq *rq = this_rq();
2391         bool complete = false;
2392         struct rq_flags rf;
2393
2394         /*
2395          * The original target CPU might have gone down and we might
2396          * be on another CPU but it doesn't matter.
2397          */
2398         local_irq_save(rf.flags);
2399         /*
2400          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2401          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2402          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2403          */
2404         flush_smp_call_function_queue();
2405
2406         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2407         rq_lock(rq, &rf);
2408
2409         /*
2410          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2411          * p->migration_pending must have remained stable.
2412          */
2413         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2414
2415         /*
2416          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2417          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2418          * we're holding p->pi_lock.
2419          */
2420         if (task_rq(p) == rq) {
2421                 if (is_migration_disabled(p))
2422                         goto out;
2423
2424                 if (pending) {
2425                         p->migration_pending = NULL;
2426                         complete = true;
2427
2428                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2429                                 goto out;
2430                 }
2431
2432                 if (task_on_rq_queued(p))
2433                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2434                 else
2435                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2436
2437                 /*
2438                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2439                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2440                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2441                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2442                  */
2443
2444         } else if (pending) {
2445                 /*
2446                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2447                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2448                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2449                  *
2450                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2451                  * more likely.
2452                  */
2453
2454                 /*
2455                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2456                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2457                  * somewhere allowed, we're done.
2458                  */
2459                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2460                         p->migration_pending = NULL;
2461                         complete = true;
2462                         goto out;
2463                 }
2464
2465                 /*
2466                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2467                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2468                  * it.
2469                  */
2470                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2471                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2472                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2473                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2474                 return 0;
2475         }
2476 out:
2477         if (pending)
2478                 pending->stop_pending = false;
2479         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2480
2481         if (complete)
2482                 complete_all(&pending->done);
2483
2484         return 0;
2485 }
2486
2487 int push_cpu_stop(void *arg)
2488 {
2489         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2490         struct task_struct *p = arg;
2491
2492         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2493         raw_spin_rq_lock(rq);
2494
2495         if (task_rq(p) != rq)
2496                 goto out_unlock;
2497
2498         if (is_migration_disabled(p)) {
2499                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2500                 goto out_unlock;
2501         }
2502
2503         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2504
2505         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2506                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2507
2508         if (!lowest_rq)
2509                 goto out_unlock;
2510
2511         // XXX validate p is still the highest prio task
2512         if (task_rq(p) == rq) {
2513                 deactivate_task(rq, p, 0);
2514                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2515                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2516                 resched_curr(lowest_rq);
2517         }
2518
2519         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2520
2521 out_unlock:
2522         rq->push_busy = false;
2523         raw_spin_rq_unlock(rq);
2524         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2525
2526         put_task_struct(p);
2527         return 0;
2528 }
2529
2530 /*
2531  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2532  * actually call this function.
2533  */
2534 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
2535 {
2536         if (ctx->flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2537                 p->cpus_ptr = ctx->new_mask;
2538                 return;
2539         }
2540
2541         cpumask_copy(&p->cpus_mask, ctx->new_mask);
2542         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(ctx->new_mask);
2543
2544         /*
2545          * Swap in a new user_cpus_ptr if SCA_USER flag set
2546          */
2547         if (ctx->flags & SCA_USER)
2548                 swap(p->user_cpus_ptr, ctx->user_mask);
2549 }
2550
2551 static void
2552 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
2553 {
2554         struct rq *rq = task_rq(p);
2555         bool queued, running;
2556
2557         /*
2558          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2559          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2560          * p->pi_lock.
2561          *
2562          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2563          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2564          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2565          * before finish_task().
2566          *
2567          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2568          */
2569         if (ctx->flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2570                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2571         else
2572                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2573
2574         queued = task_on_rq_queued(p);
2575         running = task_current(rq, p);
2576
2577         if (queued) {
2578                 /*
2579                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2580                  * holding rq->lock.
2581                  */
2582                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2583                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2584         }
2585         if (running)
2586                 put_prev_task(rq, p);
2587
2588         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, ctx);
2589
2590         if (queued)
2591                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2592         if (running)
2593                 set_next_task(rq, p);
2594 }
2595
2596 /*
2597  * Used for kthread_bind() and select_fallback_rq(), in both cases the user
2598  * affinity (if any) should be destroyed too.
2599  */
2600 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2601 {
2602         struct affinity_context ac = {
2603                 .new_mask  = new_mask,
2604                 .user_mask = NULL,
2605                 .flags     = SCA_USER,  /* clear the user requested mask */
2606         };
2607
2608         __do_set_cpus_allowed(p, &ac);
2609         kfree(ac.user_mask);
2610 }
2611
2612 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2613                       int node)
2614 {
2615         unsigned long flags;
2616
2617         if (!src->user_cpus_ptr)
2618                 return 0;
2619
2620         dst->user_cpus_ptr = kmalloc_node(cpumask_size(), GFP_KERNEL, node);
2621         if (!dst->user_cpus_ptr)
2622                 return -ENOMEM;
2623
2624         /* Use pi_lock to protect content of user_cpus_ptr */
2625         raw_spin_lock_irqsave(&src->pi_lock, flags);
2626         cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2627         raw_spin_unlock_irqrestore(&src->pi_lock, flags);
2628         return 0;
2629 }
2630
2631 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2632 {
2633         struct cpumask *user_mask = NULL;
2634
2635         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2636
2637         return user_mask;
2638 }
2639
2640 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2641 {
2642         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2643 }
2644
2645 /*
2646  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2647  *
2648  *
2649  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2650  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2651  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2652  *
2653  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2654  * Consider:
2655  *
2656  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2657  *
2658  *     P0@CPU0                  P1
2659  *
2660  *     migrate_disable();
2661  *     <preempted>
2662  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2663  *
2664  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2665  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2666  * This means we need the following scheme:
2667  *
2668  *     P0@CPU0                  P1
2669  *
2670  *     migrate_disable();
2671  *     <preempted>
2672  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2673  *                                <blocks>
2674  *     <resumes>
2675  *     migrate_enable();
2676  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2677  *       <wakes local stopper>
2678  *                         `--> <woken on migration completion>
2679  *
2680  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2681  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2682  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2683  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2684  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2685  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2686  * moment.
2687  *
2688  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2689  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2690  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2691  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2692  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2693  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2694  *
2695  *
2696  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2697  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2698  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2699  * Migrate-Disable. Consider:
2700  *
2701  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2702  *
2703  *     CPU0               P1                            P2
2704  *     <P0>
2705  *       migrate_disable();
2706  *       <preempted>
2707  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2708  *                          <blocks>
2709  *     <migration/0>
2710  *       migration_cpu_stop()
2711  *         is_migration_disabled()
2712  *           <bails>
2713  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2714  *                                                         <signal completion>
2715  *                          <awakes>
2716  *
2717  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2718  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2719  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2720  */
2721 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2722                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2723         __releases(rq->lock)
2724         __releases(p->pi_lock)
2725 {
2726         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2727         bool stop_pending, complete = false;
2728
2729         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2730         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2731                 struct task_struct *push_task = NULL;
2732
2733                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2734                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2735                         rq->push_busy = true;
2736                         push_task = get_task_struct(p);
2737                 }
2738
2739                 /*
2740                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2741                  * then complete now.
2742                  */
2743                 pending = p->migration_pending;
2744                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2745                         p->migration_pending = NULL;
2746                         complete = true;
2747                 }
2748
2749                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2750
2751                 if (push_task) {
2752                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2753                                             p, &rq->push_work);
2754                 }
2755
2756                 if (complete)
2757                         complete_all(&pending->done);
2758
2759                 return 0;
2760         }
2761
2762         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2763                 /* serialized by p->pi_lock */
2764                 if (!p->migration_pending) {
2765                         /* Install the request */
2766                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2767                         init_completion(&my_pending.done);
2768                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2769                                 .task = p,
2770                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2771                                 .pending = &my_pending,
2772                         };
2773
2774                         p->migration_pending = &my_pending;
2775                 } else {
2776                         pending = p->migration_pending;
2777                         refcount_inc(&pending->refs);
2778                         /*
2779                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2780                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2781                          * we risk a completion of the pending despite having a
2782                          * task on a disallowed CPU.
2783                          *
2784                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2785                          */
2786                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2787                 }
2788         }
2789         pending = p->migration_pending;
2790         /*
2791          * - !MIGRATE_ENABLE:
2792          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2793          *
2794          * - MIGRATE_ENABLE:
2795          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2796          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2797          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2798          *   pending completion.
2799          *
2800          * Either way, we really should have a @pending here.
2801          */
2802         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2803                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2804                 return -EINVAL;
2805         }
2806
2807         if (task_on_cpu(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2808                 /*
2809                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2810                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2811                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2812                  */
2813                 stop_pending = pending->stop_pending;
2814                 if (!stop_pending)
2815                         pending->stop_pending = true;
2816
2817                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2818                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2819
2820                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2821
2822                 if (!stop_pending) {
2823                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2824                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2825                 }
2826
2827                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2828                         return 0;
2829         } else {
2830
2831                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2832                         if (task_on_rq_queued(p))
2833                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2834
2835                         if (!pending->stop_pending) {
2836                                 p->migration_pending = NULL;
2837                                 complete = true;
2838                         }
2839                 }
2840                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2841
2842                 if (complete)
2843                         complete_all(&pending->done);
2844         }
2845
2846         wait_for_completion(&pending->done);
2847
2848         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2849                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2850
2851         /*
2852          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2853          * have seen the completion and decremented the refcount
2854          */
2855         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2856
2857         /* ARGH */
2858         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2859
2860         return 0;
2861 }
2862
2863 /*
2864  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
2865  */
2866 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
2867                                          struct affinity_context *ctx,
2868                                          struct rq *rq,
2869                                          struct rq_flags *rf)
2870         __releases(rq->lock)
2871         __releases(p->pi_lock)
2872 {
2873         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2874         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2875         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
2876         unsigned int dest_cpu;
2877         int ret = 0;
2878
2879         update_rq_clock(rq);
2880
2881         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
2882                 /*
2883                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2884                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2885                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2886                  *
2887                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2888                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2889                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2890                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2891                  */
2892                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2893         }
2894
2895         if (!kthread && !cpumask_subset(ctx->new_mask, cpu_allowed_mask)) {
2896                 ret = -EINVAL;
2897                 goto out;
2898         }
2899
2900         /*
2901          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2902          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2903          */
2904         if ((ctx->flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2905                 ret = -EINVAL;
2906                 goto out;
2907         }
2908
2909         if (!(ctx->flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2910                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, ctx->new_mask))
2911                         goto out;
2912
2913                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2914                                  is_migration_disabled(p) &&
2915                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), ctx->new_mask))) {
2916                         ret = -EBUSY;
2917                         goto out;
2918                 }
2919         }
2920
2921         /*
2922          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2923          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2924          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2925          */
2926         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, ctx->new_mask);
2927         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2928                 ret = -EINVAL;
2929                 goto out;
2930         }
2931
2932         __do_set_cpus_allowed(p, ctx);
2933
2934         return affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, ctx->flags);
2935
2936 out:
2937         task_rq_unlock(rq, p, rf);
2938
2939         return ret;
2940 }
2941
2942 /*
2943  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2944  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2945  * is removed from the allowed bitmask.
2946  *
2947  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2948  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2949  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2950  */
2951 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2952                                   struct affinity_context *ctx)
2953 {
2954         struct rq_flags rf;
2955         struct rq *rq;
2956
2957         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2958         /*
2959          * Masking should be skipped if SCA_USER or any of the SCA_MIGRATE_*
2960          * flags are set.
2961          */
2962         if (p->user_cpus_ptr &&
2963             !(ctx->flags & (SCA_USER | SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) &&
2964             cpumask_and(rq->scratch_mask, ctx->new_mask, p->user_cpus_ptr))
2965                 ctx->new_mask = rq->scratch_mask;
2966
2967         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, ctx, rq, &rf);
2968 }
2969
2970 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2971 {
2972         struct affinity_context ac = {
2973                 .new_mask  = new_mask,
2974                 .flags     = 0,
2975         };
2976
2977         return __set_cpus_allowed_ptr(p, &ac);
2978 }
2979 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2980
2981 /*
2982  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
2983  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask.
2984  * If user_cpus_ptr is defined, use it as the basis for restricting CPU
2985  * affinity or use cpu_online_mask instead.
2986  *
2987  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
2988  * -EINVAL.
2989  */
2990 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2991                                      struct cpumask *new_mask,
2992                                      const struct cpumask *subset_mask)
2993 {
2994         struct affinity_context ac = {
2995                 .new_mask  = new_mask,
2996                 .flags     = 0,
2997         };
2998         struct rq_flags rf;
2999         struct rq *rq;
3000         int err;
3001
3002         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3003
3004         /*
3005          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
3006          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
3007          * mask entirely.
3008          */
3009         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
3010                 err = -EPERM;
3011                 goto err_unlock;
3012         }
3013
3014         if (!cpumask_and(new_mask, task_user_cpus(p), subset_mask)) {
3015                 err = -EINVAL;
3016                 goto err_unlock;
3017         }
3018
3019         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, &ac, rq, &rf);
3020
3021 err_unlock:
3022         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3023         return err;
3024 }
3025
3026 /*
3027  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
3028  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpus_ptr to a copy of the
3029  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
3030  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
3031  */
3032 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3033 {
3034         cpumask_var_t new_mask;
3035         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
3036
3037         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
3038
3039         /*
3040          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
3041          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
3042          * lock to ensure that the migration succeeds.
3043          */
3044         cpus_read_lock();
3045         if (!cpumask_available(new_mask))
3046                 goto out_set_mask;
3047
3048         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
3049                 goto out_free_mask;
3050
3051         /*
3052          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
3053          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
3054          */
3055         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
3056         override_mask = new_mask;
3057
3058 out_set_mask:
3059         if (printk_ratelimit()) {
3060                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
3061                                 task_pid_nr(p), p->comm,
3062                                 cpumask_pr_args(override_mask));
3063         }
3064
3065         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
3066 out_free_mask:
3067         cpus_read_unlock();
3068         free_cpumask_var(new_mask);
3069 }
3070
3071 static int
3072 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx);
3073
3074 /*
3075  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
3076  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr().
3077  *
3078  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
3079  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
3080  */
3081 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3082 {
3083         struct affinity_context ac = {
3084                 .new_mask  = task_user_cpus(p),
3085                 .flags     = 0,
3086         };
3087         int ret;
3088
3089         /*
3090          * Try to restore the old affinity mask with __sched_setaffinity().
3091          * Cpuset masking will be done there too.
3092          */
3093         ret = __sched_setaffinity(p, &ac);
3094         WARN_ON_ONCE(ret);
3095 }
3096
3097 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
3098 {
3099 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3100         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
3101
3102         /*
3103          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
3104          * ttwu() will sort out the placement.
3105          */
3106         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
3107
3108         /*
3109          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
3110          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
3111          * time relying on p->on_rq.
3112          */
3113         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
3114                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
3115                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
3116
3117 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3118         /*
3119          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
3120          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
3121          *
3122          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3123          * see task_group().
3124          *
3125          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3126          * task_rq_lock().
3127          */
3128         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3129                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3130 #endif
3131         /*
3132          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3133          */
3134         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3135
3136         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3137 #endif
3138
3139         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3140
3141         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3142                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3143                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3144                 p->se.nr_migrations++;
3145                 rseq_migrate(p);
3146                 perf_event_task_migrate(p);
3147         }
3148
3149         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3150 }
3151
3152 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3153 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3154 {
3155         if (task_on_rq_queued(p)) {
3156                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3157                 struct rq_flags srf, drf;
3158
3159                 src_rq = task_rq(p);
3160                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3161
3162                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3163                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3164
3165                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3166                 set_task_cpu(p, cpu);
3167                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3168                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
3169
3170                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3171                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3172
3173         } else {
3174                 /*
3175                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3176                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3177                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3178                  */
3179                 p->wake_cpu = cpu;
3180         }
3181 }
3182
3183 struct migration_swap_arg {
3184         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3185         int src_cpu, dst_cpu;
3186 };
3187
3188 static int migrate_swap_stop(void *data)
3189 {
3190         struct migration_swap_arg *arg = data;
3191         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3192         int ret = -EAGAIN;
3193
3194         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3195                 return -EAGAIN;
3196
3197         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3198         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3199
3200         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
3201                         &arg->dst_task->pi_lock);
3202         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
3203
3204         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3205                 goto unlock;
3206
3207         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3208                 goto unlock;
3209
3210         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3211                 goto unlock;
3212
3213         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3214                 goto unlock;
3215
3216         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3217         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3218
3219         ret = 0;
3220
3221 unlock:
3222         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
3223         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
3224         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
3225
3226         return ret;
3227 }
3228
3229 /*
3230  * Cross migrate two tasks
3231  */
3232 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3233                 int target_cpu, int curr_cpu)
3234 {
3235         struct migration_swap_arg arg;
3236         int ret = -EINVAL;
3237
3238         arg = (struct migration_swap_arg){
3239                 .src_task = cur,
3240                 .src_cpu = curr_cpu,
3241                 .dst_task = p,
3242                 .dst_cpu = target_cpu,
3243         };
3244
3245         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3246                 goto out;
3247
3248         /*
3249          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3250          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3251          */
3252         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3253                 goto out;
3254
3255         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3256                 goto out;
3257
3258         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3259                 goto out;
3260
3261         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3262         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3263
3264 out:
3265         return ret;
3266 }
3267 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3268
3269 /*
3270  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
3271  *
3272  * Wait for the thread to block in any of the states set in @match_state.
3273  * If it changes, i.e. @p might have woken up, then return zero.  When we
3274  * succeed in waiting for @p to be off its CPU, we return a positive number
3275  * (its total switch count).  If a second call a short while later returns the
3276  * same number, the caller can be sure that @p has remained unscheduled the
3277  * whole time.
3278  *
3279  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
3280  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
3281  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
3282  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
3283  * waiting to become inactive.
3284  */
3285 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
3286 {
3287         int running, queued;
3288         struct rq_flags rf;
3289         unsigned long ncsw;
3290         struct rq *rq;
3291
3292         for (;;) {
3293                 /*
3294                  * We do the initial early heuristics without holding
3295                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
3296                  * the runqueue lock when things look like they will
3297                  * work out!
3298                  */
3299                 rq = task_rq(p);
3300
3301                 /*
3302                  * If the task is actively running on another CPU
3303                  * still, just relax and busy-wait without holding
3304                  * any locks.
3305                  *
3306                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
3307                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
3308                  * But we don't care, since "task_on_cpu()" will
3309                  * return false if the runqueue has changed and p
3310                  * is actually now running somewhere else!
3311                  */
3312                 while (task_on_cpu(rq, p)) {
3313                         if (!(READ_ONCE(p->__state) & match_state))
3314                                 return 0;
3315                         cpu_relax();
3316                 }
3317
3318                 /*
3319                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3320                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3321                  * just go back and repeat.
3322                  */
3323                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3324                 trace_sched_wait_task(p);
3325                 running = task_on_cpu(rq, p);
3326                 queued = task_on_rq_queued(p);
3327                 ncsw = 0;
3328                 if (READ_ONCE(p->__state) & match_state)
3329                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3330                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3331
3332                 /*
3333                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3334                  */
3335                 if (unlikely(!ncsw))
3336                         break;
3337
3338                 /*
3339                  * Was it really running after all now that we
3340                  * checked with the proper locks actually held?
3341                  *
3342                  * Oops. Go back and try again..
3343                  */
3344                 if (unlikely(running)) {
3345                         cpu_relax();
3346                         continue;
3347                 }
3348
3349                 /*
3350                  * It's not enough that it's not actively running,
3351                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3352                  * preempted!
3353                  *
3354                  * So if it was still runnable (but just not actively
3355                  * running right now), it's preempted, and we should
3356                  * yield - it could be a while.
3357                  */
3358                 if (unlikely(queued)) {
3359                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3360
3361                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3362                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
3363                         continue;
3364                 }
3365
3366                 /*
3367                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3368                  * runnable, which means that it will never become
3369                  * running in the future either. We're all done!
3370                  */
3371                 break;
3372         }
3373
3374         return ncsw;
3375 }
3376
3377 /***
3378  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3379  * @p: the to-be-kicked thread
3380  *
3381  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3382  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3383  *
3384  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3385  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3386  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3387  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3388  * achieved as well.
3389  */
3390 void kick_process(struct task_struct *p)
3391 {
3392         int cpu;
3393
3394         preempt_disable();
3395         cpu = task_cpu(p);
3396         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3397                 smp_send_reschedule(cpu);
3398         preempt_enable();
3399 }
3400 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3401
3402 /*
3403  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3404  *
3405  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3406  *
3407  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3408  *
3409  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3410  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3411  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3412  *    see it.
3413  *
3414  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3415  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3416  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3417  *    off.
3418  *
3419  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3420  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3421  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3422  * to satisfy the above rules.
3423  */
3424 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3425 {
3426         int nid = cpu_to_node(cpu);
3427         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3428         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3429         int dest_cpu;
3430
3431         /*
3432          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3433          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3434          * select the CPU on the other node.
3435          */
3436         if (nid != -1) {
3437                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3438
3439                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3440                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3441                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3442                                 return dest_cpu;
3443                 }
3444         }
3445
3446         for (;;) {
3447                 /* Any allowed, online CPU? */
3448                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3449                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3450                                 continue;
3451
3452                         goto out;
3453                 }
3454
3455                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3456                 switch (state) {
3457                 case cpuset:
3458                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3459                                 state = possible;
3460                                 break;
3461                         }
3462                         fallthrough;
3463                 case possible:
3464                         /*
3465                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3466                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3467                          *
3468                          * More yuck to audit.
3469                          */
3470                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3471                         state = fail;
3472                         break;
3473                 case fail:
3474                         BUG();
3475                         break;
3476                 }
3477         }
3478
3479 out:
3480         if (state != cpuset) {
3481                 /*
3482                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3483                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3484                  * leave kernel.
3485                  */
3486                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3487                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3488                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3489                 }
3490         }
3491
3492         return dest_cpu;
3493 }
3494
3495 /*
3496  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3497  */
3498 static inline
3499 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3500 {
3501         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3502
3503         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3504                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3505         else
3506                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3507
3508         /*
3509          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3510          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3511          * CPU.
3512          *
3513          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3514          *
3515          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3516          *   not worry about this generic constraint ]
3517          */
3518         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3519                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3520
3521         return cpu;
3522 }
3523
3524 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3525 {
3526         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3527         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3528         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3529
3530         if (stop) {
3531                 /*
3532                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3533                  * userspace knows about and won't get confused about.
3534                  *
3535                  * Also, it will make PI more or less work without too
3536                  * much confusion -- but then, stop work should not
3537                  * rely on PI working anyway.
3538                  */
3539                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3540
3541                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3542
3543                 /*
3544                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3545                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3546                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3547                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3548                  * around the current task.
3549                  *
3550                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3551                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3552                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3553                  * own class.
3554                  */
3555                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3556         }
3557
3558         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3559
3560         if (old_stop) {
3561                 /*
3562                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3563                  * it can die in pieces.
3564                  */
3565                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3566         }
3567 }
3568
3569 #else /* CONFIG_SMP */
3570
3571 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3572                                          struct affinity_context *ctx)
3573 {
3574         return set_cpus_allowed_ptr(p, ctx->new_mask);
3575 }
3576
3577 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3578
3579 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3580 {
3581         return false;
3582 }
3583
3584 #endif /* !CONFIG_SMP */
3585
3586 static void
3587 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3588 {
3589         struct rq *rq;
3590
3591         if (!schedstat_enabled())
3592                 return;
3593
3594         rq = this_rq();
3595
3596 #ifdef CONFIG_SMP
3597         if (cpu == rq->cpu) {
3598                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3599                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_local);
3600         } else {
3601                 struct sched_domain *sd;
3602
3603                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_remote);
3604                 rcu_read_lock();
3605                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3606                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3607                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3608                                 break;
3609                         }
3610                 }
3611                 rcu_read_unlock();
3612         }
3613
3614         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3615                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_migrate);
3616 #endif /* CONFIG_SMP */
3617
3618         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3619         __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups);
3620
3621         if (wake_flags & WF_SYNC)
3622                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_sync);
3623 }
3624
3625 /*
3626  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3627  */
3628 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3629                            struct rq_flags *rf)
3630 {
3631         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3632         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3633         trace_sched_wakeup(p);
3634
3635 #ifdef CONFIG_SMP
3636         if (p->sched_class->task_woken) {
3637                 /*
3638                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3639                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3640                  */
3641                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3642                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3643                 rq_repin_lock(rq, rf);
3644         }
3645
3646         if (rq->idle_stamp) {
3647                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3648                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3649
3650                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3651
3652                 if (rq->avg_idle > max)
3653                         rq->avg_idle = max;
3654
3655                 rq->wake_stamp = jiffies;
3656                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3657
3658                 rq->idle_stamp = 0;
3659         }
3660 #endif
3661 }
3662
3663 static void
3664 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3665                  struct rq_flags *rf)
3666 {
3667         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3668
3669         lockdep_assert_rq_held(rq);
3670
3671         if (p->sched_contributes_to_load)
3672                 rq->nr_uninterruptible--;
3673
3674 #ifdef CONFIG_SMP
3675         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3676                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3677         else
3678 #endif
3679         if (p->in_iowait) {
3680                 delayacct_blkio_end(p);
3681                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3682         }
3683
3684         activate_task(rq, p, en_flags);
3685         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3686 }
3687
3688 /*
3689  * Consider @p being inside a wait loop:
3690  *
3691  *   for (;;) {
3692  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3693  *
3694  *      if (CONDITION)
3695  *         break;
3696  *
3697  *      schedule();
3698  *   }
3699  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3700  *
3701  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3702  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3703  * an atomic manner.
3704  *
3705  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3706  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3707  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3708  * need to do a full wakeup with enqueue.
3709  *
3710  * Returns: %true when the wakeup is done,
3711  *          %false otherwise.
3712  */
3713 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3714 {
3715         struct rq_flags rf;
3716         struct rq *rq;
3717         int ret = 0;
3718
3719         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3720         if (task_on_rq_queued(p)) {
3721                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3722                 update_rq_clock(rq);
3723                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3724                 ret = 1;
3725         }
3726         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3727
3728         return ret;
3729 }
3730
3731 #ifdef CONFIG_SMP
3732 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3733 {
3734         struct llist_node *llist = arg;
3735         struct rq *rq = this_rq();
3736         struct task_struct *p, *t;
3737         struct rq_flags rf;
3738
3739         if (!llist)
3740                 return;
3741
3742         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3743         update_rq_clock(rq);
3744
3745         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3746                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3747                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3748
3749                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3750                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3751
3752                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3753         }
3754
3755         /*
3756          * Must be after enqueueing at least once task such that
3757          * idle_cpu() does not observe a false-negative -- if it does,
3758          * it is possible for select_idle_siblings() to stack a number
3759          * of tasks on this CPU during that window.
3760          *
3761          * It is ok to clear ttwu_pending when another task pending.
3762          * We will receive IPI after local irq enabled and then enqueue it.
3763          * Since now nr_running > 0, idle_cpu() will always get correct result.
3764          */
3765         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3766         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3767 }
3768
3769 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3770 {
3771         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3772
3773         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3774                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3775         else
3776                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3777 }
3778
3779 /*
3780  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3781  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3782  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3783  * of the wakeup instead of the waker.
3784  */
3785 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3786 {
3787         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3788
3789         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3790
3791         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3792         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3793 }
3794
3795 void wake_up_if_idle(int cpu)
3796 {
3797         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3798         struct rq_flags rf;
3799
3800         rcu_read_lock();
3801
3802         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3803                 goto out;
3804
3805         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3806         if (is_idle_task(rq->curr))
3807                 resched_curr(rq);
3808         /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3809         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3810
3811 out:
3812         rcu_read_unlock();
3813 }
3814
3815 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3816 {
3817         if (this_cpu == that_cpu)
3818                 return true;
3819
3820         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3821 }
3822
3823 static inline bool ttwu_queue_cond(struct task_struct *p, int cpu)
3824 {
3825         /*
3826          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3827          * in hotplug state.
3828          */
3829         if (!cpu_active(cpu))
3830                 return false;
3831
3832         /* Ensure the task will still be allowed to run on the CPU. */
3833         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
3834                 return false;
3835
3836         /*
3837          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3838          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3839          */
3840         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3841                 return true;
3842
3843         if (cpu == smp_processor_id())
3844                 return false;
3845
3846         /*
3847          * If the wakee cpu is idle, or the task is descheduling and the
3848          * only running task on the CPU, then use the wakelist to offload
3849          * the task activation to the idle (or soon-to-be-idle) CPU as
3850          * the current CPU is likely busy. nr_running is checked to
3851          * avoid unnecessary task stacking.
3852          *
3853          * Note that we can only get here with (wakee) p->on_rq=0,
3854          * p->on_cpu can be whatever, we've done the dequeue, so
3855          * the wakee has been accounted out of ->nr_running.
3856          */
3857         if (!cpu_rq(cpu)->nr_running)
3858                 return true;
3859
3860         return false;
3861 }
3862
3863 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3864 {
3865         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(p, cpu)) {
3866                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3867                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3868                 return true;
3869         }
3870
3871         return false;
3872 }
3873
3874 #else /* !CONFIG_SMP */
3875
3876 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3877 {
3878         return false;
3879 }
3880
3881 #endif /* CONFIG_SMP */
3882
3883 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3884 {
3885         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3886         struct rq_flags rf;
3887
3888         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3889                 return;
3890
3891         rq_lock(rq, &rf);
3892         update_rq_clock(rq);
3893         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3894         rq_unlock(rq, &rf);
3895 }
3896
3897 /*
3898  * Invoked from try_to_wake_up() to check whether the task can be woken up.
3899  *
3900  * The caller holds p::pi_lock if p != current or has preemption
3901  * disabled when p == current.
3902  *
3903  * The rules of PREEMPT_RT saved_state:
3904  *
3905  *   The related locking code always holds p::pi_lock when updating
3906  *   p::saved_state, which means the code is fully serialized in both cases.
3907  *
3908  *   The lock wait and lock wakeups happen via TASK_RTLOCK_WAIT. No other
3909  *   bits set. This allows to distinguish all wakeup scenarios.
3910  */
3911 static __always_inline
3912 bool ttwu_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state, int *success)
3913 {
3914         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)) {
3915                 WARN_ON_ONCE((state & TASK_RTLOCK_WAIT) &&
3916                              state != TASK_RTLOCK_WAIT);
3917         }
3918
3919         if (READ_ONCE(p->__state) & state) {
3920                 *success = 1;
3921                 return true;
3922         }
3923
3924 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
3925         /*
3926          * Saved state preserves the task state across blocking on
3927          * an RT lock.  If the state matches, set p::saved_state to
3928          * TASK_RUNNING, but do not wake the task because it waits
3929          * for a lock wakeup. Also indicate success because from
3930          * the regular waker's point of view this has succeeded.
3931          *
3932          * After acquiring the lock the task will restore p::__state
3933          * from p::saved_state which ensures that the regular
3934          * wakeup is not lost. The restore will also set
3935          * p::saved_state to TASK_RUNNING so any further tests will
3936          * not result in false positives vs. @success
3937          */
3938         if (p->saved_state & state) {
3939                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
3940                 *success = 1;
3941         }
3942 #endif
3943         return false;
3944 }
3945
3946 /*
3947  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3948  *
3949  *  MIGRATION
3950  *
3951  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3952  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3953  * execution on its new CPU [c1].
3954  *
3955  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3956  *
3957  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3958  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3959  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3960  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3961  *
3962  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3963  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3964  *
3965  * Example:
3966  *
3967  *   CPU0            CPU1            CPU2
3968  *
3969  *   LOCK rq(0)->lock
3970  *   sched-out X
3971  *   sched-in Y
3972  *   UNLOCK rq(0)->lock
3973  *
3974  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3975  *                                   dequeue X
3976  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3977  *
3978  *                                   LOCK rq(1)->lock
3979  *                                   enqueue X
3980  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3981  *
3982  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3983  *                   sched-out Z
3984  *                   sched-in X
3985  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3986  *
3987  *
3988  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3989  *
3990  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3991  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3992  * chain to provide order. Instead we do:
3993  *
3994  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3995  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3996  *
3997  * Example:
3998  *
3999  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
4000  *
4001  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
4002  *   dequeue X
4003  *   sched-out X
4004  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
4005  *
4006  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
4007  *                    X->state = WAKING
4008  *                    set_task_cpu(X,2)
4009  *
4010  *                    LOCK rq(2)->lock
4011  *                    enqueue X
4012  *                    X->state = RUNNING
4013  *                    UNLOCK rq(2)->lock
4014  *
4015  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
4016  *                                          sched-out Z
4017  *                                          sched-in X
4018  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
4019  *
4020  *                    UNLOCK X->pi_lock
4021  *   UNLOCK rq(0)->lock
4022  *
4023  *
4024  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
4025  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
4026  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
4027  */
4028
4029 /**
4030  * try_to_wake_up - wake up a thread
4031  * @p: the thread to be awakened
4032  * @state: the mask of task states that can be woken
4033  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
4034  *
4035  * Conceptually does:
4036  *
4037  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
4038  *
4039  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
4040  *
4041  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
4042  *
4043  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
4044  * with set_current_state().
4045  *
4046  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
4047  *
4048  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
4049  *  - p->sched_class
4050  *  - p->cpus_ptr
4051  *  - p->sched_task_group
4052  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
4053  *
4054  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
4055  * Takes rq->lock in:
4056  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
4057  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
4058  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
4059  *
4060  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
4061  * many memory barriers and their comments for details.
4062  *
4063  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
4064  *         %false otherwise.
4065  */
4066 static int
4067 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
4068 {
4069         unsigned long flags;
4070         int cpu, success = 0;
4071
4072         preempt_disable();
4073         if (p == current) {
4074                 /*
4075                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
4076                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
4077                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
4078                  * without taking any locks.
4079                  *
4080                  * In particular:
4081                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
4082                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
4083                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
4084                  */
4085                 if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4086                         goto out;
4087
4088                 trace_sched_waking(p);
4089                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4090                 trace_sched_wakeup(p);
4091                 goto out;
4092         }
4093
4094         /*
4095          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
4096          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
4097          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
4098          * in set_current_state() that the waiting thread does.
4099          */
4100         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4101         smp_mb__after_spinlock();
4102         if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4103                 goto unlock;
4104
4105         trace_sched_waking(p);
4106
4107         /*
4108          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
4109          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
4110          * in smp_cond_load_acquire() below.
4111          *
4112          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
4113          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
4114          *   UNLOCK rq->lock
4115          *
4116          * __schedule() (switch to task 'p')
4117          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4118          *   smp_mb__after_spinlock();
4119          *   UNLOCK rq->lock
4120          *
4121          * [task p]
4122          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
4123          *
4124          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4125          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4126          *
4127          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
4128          */
4129         smp_rmb();
4130         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
4131                 goto unlock;
4132
4133 #ifdef CONFIG_SMP
4134         /*
4135          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
4136          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
4137          *
4138          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
4139          * from the runqueue.
4140          *
4141          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
4142          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
4143          *   UNLOCK rq->lock
4144          *
4145          * __schedule() (put 'p' to sleep)
4146          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4147          *   smp_mb__after_spinlock();
4148          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
4149          *
4150          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4151          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4152          *
4153          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
4154          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
4155          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
4156          */
4157         smp_acquire__after_ctrl_dep();
4158
4159         /*
4160          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
4161          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
4162          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
4163          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
4164          */
4165         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
4166
4167         /*
4168          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4169          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
4170          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
4171          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
4172          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
4173          *
4174          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
4175          *
4176          * set_task_cpu(p, cpu);
4177          *   STORE p->cpu = @cpu
4178          * __schedule() (switch to task 'p')
4179          *   LOCK rq->lock
4180          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4181          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4182          *
4183          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4184          * scheduling.
4185          */
4186         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4187             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags))
4188                 goto unlock;
4189
4190         /*
4191          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4192          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4193          *
4194          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4195          *
4196          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4197          * their previous state and preserve Program Order.
4198          */
4199         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4200
4201         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4202         if (task_cpu(p) != cpu) {
4203                 if (p->in_iowait) {
4204                         delayacct_blkio_end(p);
4205                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4206                 }
4207
4208                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
4209                 psi_ttwu_dequeue(p);
4210                 set_task_cpu(p, cpu);
4211         }
4212 #else
4213         cpu = task_cpu(p);
4214 #endif /* CONFIG_SMP */
4215
4216         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4217 unlock:
4218         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4219 out:
4220         if (success)
4221                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4222         preempt_enable();
4223
4224         return success;
4225 }
4226
4227 static bool __task_needs_rq_lock(struct task_struct *p)
4228 {
4229         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
4230
4231         /*
4232          * Since pi->lock blocks try_to_wake_up(), we don't need rq->lock when
4233          * the task is blocked. Make sure to check @state since ttwu() can drop
4234          * locks at the end, see ttwu_queue_wakelist().
4235          */
4236         if (state == TASK_RUNNING || state == TASK_WAKING)
4237                 return true;
4238
4239         /*
4240          * Ensure we load p->on_rq after p->__state, otherwise it would be
4241          * possible to, falsely, observe p->on_rq == 0.
4242          *
4243          * See try_to_wake_up() for a longer comment.
4244          */
4245         smp_rmb();
4246         if (p->on_rq)
4247                 return true;
4248
4249 #ifdef CONFIG_SMP
4250         /*
4251          * Ensure the task has finished __schedule() and will not be referenced
4252          * anymore. Again, see try_to_wake_up() for a longer comment.
4253          */
4254         smp_rmb();
4255         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4256 #endif
4257
4258         return false;
4259 }
4260
4261 /**
4262  * task_call_func - Invoke a function on task in fixed state
4263  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4264  * @func: Function to invoke.
4265  * @arg: Argument to function.
4266  *
4267  * Fix the task in it's current state by avoiding wakeups and or rq operations
4268  * and call @func(@arg) on it.  This function can use ->on_rq and task_curr()
4269  * to work out what the state is, if required.  Given that @func can be invoked
4270  * with a runqueue lock held, it had better be quite lightweight.
4271  *
4272  * Returns:
4273  *   Whatever @func returns
4274  */
4275 int task_call_func(struct task_struct *p, task_call_f func, void *arg)
4276 {
4277         struct rq *rq = NULL;
4278         struct rq_flags rf;
4279         int ret;
4280
4281         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4282
4283         if (__task_needs_rq_lock(p))
4284                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4285
4286         /*
4287          * At this point the task is pinned; either:
4288          *  - blocked and we're holding off wakeups      (pi->lock)
4289          *  - woken, and we're holding off enqueue       (rq->lock)
4290          *  - queued, and we're holding off schedule     (rq->lock)
4291          *  - running, and we're holding off de-schedule (rq->lock)
4292          *
4293          * The called function (@func) can use: task_curr(), p->on_rq and
4294          * p->__state to differentiate between these states.
4295          */
4296         ret = func(p, arg);
4297
4298         if (rq)
4299                 rq_unlock(rq, &rf);
4300
4301         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4302         return ret;
4303 }
4304
4305 /**
4306  * cpu_curr_snapshot - Return a snapshot of the currently running task
4307  * @cpu: The CPU on which to snapshot the task.
4308  *
4309  * Returns the task_struct pointer of the task "currently" running on
4310  * the specified CPU.  If the same task is running on that CPU throughout,
4311  * the return value will be a pointer to that task's task_struct structure.
4312  * If the CPU did any context switches even vaguely concurrently with the
4313  * execution of this function, the return value will be a pointer to the
4314  * task_struct structure of a randomly chosen task that was running on
4315  * that CPU somewhere around the time that this function was executing.
4316  *
4317  * If the specified CPU was offline, the return value is whatever it
4318  * is, perhaps a pointer to the task_struct structure of that CPU's idle
4319  * task, but there is no guarantee.  Callers wishing a useful return
4320  * value must take some action to ensure that the specified CPU remains
4321  * online throughout.
4322  *
4323  * This function executes full memory barriers before and after fetching
4324  * the pointer, which permits the caller to confine this function's fetch
4325  * with respect to the caller's accesses to other shared variables.
4326  */
4327 struct task_struct *cpu_curr_snapshot(int cpu)
4328 {
4329         struct task_struct *t;
4330
4331         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4332         t = rcu_dereference(cpu_curr(cpu));
4333         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4334         return t;
4335 }
4336
4337 /**
4338  * wake_up_process - Wake up a specific process
4339  * @p: The process to be woken up.
4340  *
4341  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4342  * processes.
4343  *
4344  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4345  *
4346  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4347  */
4348 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4349 {
4350         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4351 }
4352 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4353
4354 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4355 {
4356         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4357 }
4358
4359 /*
4360  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4361  * p is forked by current.
4362  *
4363  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4364  */
4365 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4366 {
4367         p->on_rq                        = 0;
4368
4369         p->se.on_rq                     = 0;
4370         p->se.exec_start                = 0;
4371         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4372         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4373         p->se.nr_migrations             = 0;
4374         p->se.vruntime                  = 0;
4375         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4376
4377 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4378         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4379 #endif
4380
4381 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4382         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4383         memset(&p->stats, 0, sizeof(p->stats));
4384 #endif
4385
4386         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4387         init_dl_task_timer(&p->dl);
4388         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4389         __dl_clear_params(p);
4390
4391         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4392         p->rt.timeout           = 0;
4393         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4394         p->rt.on_rq             = 0;
4395         p->rt.on_list           = 0;
4396
4397 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4398         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4399 #endif
4400
4401 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4402         p->capture_control = NULL;
4403 #endif
4404         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4405 #ifdef CONFIG_SMP
4406         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4407         p->migration_pending = NULL;
4408 #endif
4409 }
4410
4411 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4412
4413 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4414
4415 int sysctl_numa_balancing_mode;
4416
4417 static void __set_numabalancing_state(bool enabled)
4418 {
4419         if (enabled)
4420                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4421         else
4422                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4423 }
4424
4425 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4426 {
4427         if (enabled)
4428                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_NORMAL;
4429         else
4430                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_DISABLED;
4431         __set_numabalancing_state(enabled);
4432 }
4433
4434 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4435 static void reset_memory_tiering(void)
4436 {
4437         struct pglist_data *pgdat;
4438
4439         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4440                 pgdat->nbp_threshold = 0;
4441                 pgdat->nbp_th_nr_cand = node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE);
4442                 pgdat->nbp_th_start = jiffies_to_msecs(jiffies);
4443         }
4444 }
4445
4446 static int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4447                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4448 {
4449         struct ctl_table t;
4450         int err;
4451         int state = sysctl_numa_balancing_mode;
4452
4453         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4454                 return -EPERM;
4455
4456         t = *table;
4457         t.data = &state;
4458         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4459         if (err < 0)
4460                 return err;
4461         if (write) {
4462                 if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING) &&
4463                     (state & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING))
4464                         reset_memory_tiering();
4465                 sysctl_numa_balancing_mode = state;
4466                 __set_numabalancing_state(state);
4467         }
4468         return err;
4469 }
4470 #endif
4471 #endif
4472
4473 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4474
4475 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4476
4477 static void set_schedstats(bool enabled)
4478 {
4479         if (enabled)
4480                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4481         else
4482                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4483 }
4484
4485 void force_schedstat_enabled(void)
4486 {
4487         if (!schedstat_enabled()) {
4488                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4489                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4490         }
4491 }
4492
4493 static int __init setup_schedstats(char *str)
4494 {
4495         int ret = 0;
4496         if (!str)
4497                 goto out;
4498
4499         if (!strcmp(str, "enable")) {
4500                 set_schedstats(true);
4501                 ret = 1;
4502         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4503                 set_schedstats(false);
4504                 ret = 1;
4505         }
4506 out:
4507         if (!ret)
4508                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4509
4510         return ret;
4511 }
4512 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4513
4514 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4515 static int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4516                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4517 {
4518         struct ctl_table t;
4519         int err;
4520         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4521
4522         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4523                 return -EPERM;
4524
4525         t = *table;
4526         t.data = &state;
4527         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4528         if (err < 0)
4529                 return err;
4530         if (write)
4531                 set_schedstats(state);
4532         return err;
4533 }
4534 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4535 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4536
4537 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4538 static struct ctl_table sched_core_sysctls[] = {
4539 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4540         {
4541                 .procname       = "sched_schedstats",
4542                 .data           = NULL,
4543                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4544                 .mode           = 0644,
4545                 .proc_handler   = sysctl_schedstats,
4546                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4547                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
4548         },
4549 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4550 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4551         {
4552                 .procname       = "sched_util_clamp_min",
4553                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min,
4554                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4555                 .mode           = 0644,
4556                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4557         },
4558         {
4559                 .procname       = "sched_util_clamp_max",
4560                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_max,
4561                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4562                 .mode           = 0644,
4563                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4564         },
4565         {
4566                 .procname       = "sched_util_clamp_min_rt_default",
4567                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default,
4568                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4569                 .mode           = 0644,
4570                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4571         },
4572 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
4573 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4574         {
4575                 .procname       = "numa_balancing",
4576                 .data           = NULL, /* filled in by handler */
4577                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4578                 .mode           = 0644,
4579                 .proc_handler   = sysctl_numa_balancing,
4580                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4581                 .extra2         = SYSCTL_FOUR,
4582         },
4583 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
4584         {}
4585 };
4586 static int __init sched_core_sysctl_init(void)
4587 {
4588         register_sysctl_init("kernel", sched_core_sysctls);
4589         return 0;
4590 }
4591 late_initcall(sched_core_sysctl_init);
4592 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
4593
4594 /*
4595  * fork()/clone()-time setup:
4596  */
4597 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4598 {
4599         __sched_fork(clone_flags, p);
4600         /*
4601          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4602          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4603          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4604          */
4605         p->__state = TASK_NEW;
4606
4607         /*
4608          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4609          */
4610         p->prio = current->normal_prio;
4611
4612         uclamp_fork(p);
4613
4614         /*
4615          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4616          */
4617         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4618                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4619                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4620                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4621                         p->rt_priority = 0;
4622                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4623                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4624
4625                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4626                 set_load_weight(p, false);
4627
4628                 /*
4629                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4630                  * fulfilled its duty:
4631                  */
4632                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4633         }
4634
4635         if (dl_prio(p->prio))
4636                 return -EAGAIN;
4637         else if (rt_prio(p->prio))
4638                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4639         else
4640                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4641
4642         init_entity_runnable_average(&p->se);
4643
4644
4645 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4646         if (likely(sched_info_on()))
4647                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4648 #endif
4649 #if defined(CONFIG_SMP)
4650         p->on_cpu = 0;
4651 #endif
4652         init_task_preempt_count(p);
4653 #ifdef CONFIG_SMP
4654         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4655         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4656 #endif
4657         return 0;
4658 }
4659
4660 void sched_cgroup_fork(struct task_struct *p, struct kernel_clone_args *kargs)
4661 {
4662         unsigned long flags;
4663
4664         /*
4665          * Because we're not yet on the pid-hash, p->pi_lock isn't strictly
4666          * required yet, but lockdep gets upset if rules are violated.
4667          */
4668         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4669 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
4670         if (1) {
4671                 struct task_group *tg;
4672                 tg = container_of(kargs->cset->subsys[cpu_cgrp_id],
4673                                   struct task_group, css);
4674                 tg = autogroup_task_group(p, tg);
4675                 p->sched_task_group = tg;
4676         }
4677 #endif
4678         rseq_migrate(p);
4679         /*
4680          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4681          * so use __set_task_cpu().
4682          */
4683         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4684         if (p->sched_class->task_fork)
4685                 p->sched_class->task_fork(p);
4686         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4687 }
4688
4689 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4690 {
4691         uclamp_post_fork(p);
4692 }
4693
4694 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4695 {
4696         if (runtime == RUNTIME_INF)
4697                 return BW_UNIT;
4698
4699         /*
4700          * Doing this here saves a lot of checks in all
4701          * the calling paths, and returning zero seems
4702          * safe for them anyway.
4703          */
4704         if (period == 0)
4705                 return 0;
4706
4707         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4708 }
4709
4710 /*
4711  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4712  *
4713  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4714  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4715  * on the runqueue and wakes it.
4716  */
4717 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4718 {
4719         struct rq_flags rf;
4720         struct rq *rq;
4721
4722         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4723         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4724 #ifdef CONFIG_SMP
4725         /*
4726          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4727          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4728          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4729          *
4730          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4731          * as we're not fully set-up yet.
4732          */
4733         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4734         rseq_migrate(p);
4735         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4736 #endif
4737         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4738         update_rq_clock(rq);
4739         post_init_entity_util_avg(p);
4740
4741         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4742         trace_sched_wakeup_new(p);
4743         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4744 #ifdef CONFIG_SMP
4745         if (p->sched_class->task_woken) {
4746                 /*
4747                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4748                  * drop it.
4749                  */
4750                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4751                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4752                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4753         }
4754 #endif
4755         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4756 }
4757
4758 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4759
4760 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4761
4762 void preempt_notifier_inc(void)
4763 {
4764         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4765 }
4766 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4767
4768 void preempt_notifier_dec(void)
4769 {
4770         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4771 }
4772 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4773
4774 /**
4775  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4776  * @notifier: notifier struct to register
4777  */
4778 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4779 {
4780         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4781                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4782
4783         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4784 }
4785 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4786
4787 /**
4788  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4789  * @notifier: notifier struct to unregister
4790  *
4791  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4792  */
4793 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4794 {
4795         hlist_del(&notifier->link);
4796 }
4797 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4798
4799 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4800 {
4801         struct preempt_notifier *notifier;
4802
4803         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4804                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4805 }
4806
4807 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4808 {
4809         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4810                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4811 }
4812
4813 static void
4814 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4815                                    struct task_struct *next)
4816 {
4817         struct preempt_notifier *notifier;
4818
4819         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4820                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4821 }
4822
4823 static __always_inline void
4824 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4825                                  struct task_struct *next)
4826 {
4827         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4828                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4829 }
4830
4831 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4832
4833 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4834 {
4835 }
4836
4837 static inline void
4838 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4839                                  struct task_struct *next)
4840 {
4841 }
4842
4843 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4844
4845 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4846 {
4847 #ifdef CONFIG_SMP
4848         /*
4849          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4850          * such that any running task will have this set.
4851          *
4852          * See the smp_load_acquire(&p->on_cpu) case in ttwu() and
4853          * its ordering comment.
4854          */
4855         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4856 #endif
4857 }
4858
4859 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4860 {
4861 #ifdef CONFIG_SMP
4862         /*
4863          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4864          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4865          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4866          * finished.
4867          *
4868          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4869          * happen before this.
4870          *
4871          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4872          */
4873         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4874 #endif
4875 }
4876
4877 #ifdef CONFIG_SMP
4878
4879 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
4880 {
4881         void (*func)(struct rq *rq);
4882         struct balance_callback *next;
4883
4884         lockdep_assert_rq_held(rq);
4885
4886         while (head) {
4887                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4888                 next = head->next;
4889                 head->next = NULL;
4890                 head = next;
4891
4892                 func(rq);
4893         }
4894 }
4895
4896 static void balance_push(struct rq *rq);
4897
4898 /*
4899  * balance_push_callback is a right abuse of the callback interface and plays
4900  * by significantly different rules.
4901  *
4902  * Where the normal balance_callback's purpose is to be ran in the same context
4903  * that queued it (only later, when it's safe to drop rq->lock again),
4904  * balance_push_callback is specifically targeted at __schedule().
4905  *
4906  * This abuse is tolerated because it places all the unlikely/odd cases behind
4907  * a single test, namely: rq->balance_callback == NULL.
4908  */
4909 struct balance_callback balance_push_callback = {
4910         .next = NULL,
4911         .func = balance_push,
4912 };
4913
4914 static inline struct balance_callback *
4915 __splice_balance_callbacks(struct rq *rq, bool split)
4916 {
4917         struct balance_callback *head = rq->balance_callback;
4918
4919         if (likely(!head))
4920                 return NULL;
4921
4922         lockdep_assert_rq_held(rq);
4923         /*
4924          * Must not take balance_push_callback off the list when
4925          * splice_balance_callbacks() and balance_callbacks() are not
4926          * in the same rq->lock section.
4927          *
4928          * In that case it would be possible for __schedule() to interleave
4929          * and observe the list empty.
4930          */
4931         if (split && head == &balance_push_callback)
4932                 head = NULL;
4933         else
4934                 rq->balance_callback = NULL;
4935
4936         return head;
4937 }
4938
4939 static inline struct balance_callback *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4940 {
4941         return __splice_balance_callbacks(rq, true);
4942 }
4943
4944 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4945 {
4946         do_balance_callbacks(rq, __splice_balance_callbacks(rq, false));
4947 }
4948
4949 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
4950 {
4951         unsigned long flags;
4952
4953         if (unlikely(head)) {
4954                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4955                 do_balance_callbacks(rq, head);
4956                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4957         }
4958 }
4959
4960 #else
4961
4962 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4963 {
4964 }
4965
4966 static inline struct balance_callback *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4967 {
4968         return NULL;
4969 }
4970
4971 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
4972 {
4973 }
4974
4975 #endif
4976
4977 static inline void
4978 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4979 {
4980         /*
4981          * Since the runqueue lock will be released by the next
4982          * task (which is an invalid locking op but in the case
4983          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4984          * do an early lockdep release here:
4985          */
4986         rq_unpin_lock(rq, rf);
4987         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4988 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4989         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4990         rq_lockp(rq)->owner = next;
4991 #endif
4992 }
4993
4994 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4995 {
4996         /*
4997          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4998          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4999          * prev into current:
5000          */
5001         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
5002         __balance_callbacks(rq);
5003         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5004 }
5005
5006 /*
5007  * NOP if the arch has not defined these:
5008  */
5009
5010 #ifndef prepare_arch_switch
5011 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
5012 #endif
5013
5014 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
5015 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
5016 #endif
5017
5018 static inline void kmap_local_sched_out(void)
5019 {
5020 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
5021         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
5022                 __kmap_local_sched_out();
5023 #endif
5024 }
5025
5026 static inline void kmap_local_sched_in(void)
5027 {
5028 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
5029         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
5030                 __kmap_local_sched_in();
5031 #endif
5032 }
5033
5034 /**
5035  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
5036  * @rq: the runqueue preparing to switch
5037  * @prev: the current task that is being switched out
5038  * @next: the task we are going to switch to.
5039  *
5040  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
5041  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
5042  * switch.
5043  *
5044  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
5045  * hooks.
5046  */
5047 static inline void
5048 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5049                     struct task_struct *next)
5050 {
5051         kcov_prepare_switch(prev);
5052         sched_info_switch(rq, prev, next);
5053         perf_event_task_sched_out(prev, next);
5054         rseq_preempt(prev);
5055         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
5056         kmap_local_sched_out();
5057         prepare_task(next);
5058         prepare_arch_switch(next);
5059 }
5060
5061 /**
5062  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
5063  * @prev: the thread we just switched away from.
5064  *
5065  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
5066  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
5067  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
5068  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
5069  *
5070  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
5071  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
5072  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
5073  * details.)
5074  *
5075  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
5076  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
5077  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
5078  * because prev may have moved to another CPU.
5079  */
5080 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
5081         __releases(rq->lock)
5082 {
5083         struct rq *rq = this_rq();
5084         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
5085         unsigned int prev_state;
5086
5087         /*
5088          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
5089          * because it left us after:
5090          *
5091          *      schedule()
5092          *        preempt_disable();                    // 1
5093          *        __schedule()
5094          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
5095          *
5096          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
5097          */
5098         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
5099                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
5100                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
5101                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
5102
5103         rq->prev_mm = NULL;
5104
5105         /*
5106          * A task struct has one reference for the use as "current".
5107          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
5108          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
5109          * the scheduled task must drop that reference.
5110          *
5111          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
5112          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
5113          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
5114          * transition, resulting in a double drop.
5115          */
5116         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
5117         vtime_task_switch(prev);
5118         perf_event_task_sched_in(prev, current);
5119         finish_task(prev);
5120         tick_nohz_task_switch();
5121         finish_lock_switch(rq);
5122         finish_arch_post_lock_switch();
5123         kcov_finish_switch(current);
5124         /*
5125          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
5126          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
5127          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
5128          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
5129          * disabled either.
5130          */
5131         kmap_local_sched_in();
5132
5133         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
5134         /*
5135          * When switching through a kernel thread, the loop in
5136          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
5137          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
5138          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
5139          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
5140          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
5141          *
5142          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
5143          *   provided by mmdrop(),
5144          * - a sync_core for SYNC_CORE.
5145          */
5146         if (mm) {
5147                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
5148                 mmdrop_sched(mm);
5149         }
5150         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
5151                 if (prev->sched_class->task_dead)
5152                         prev->sched_class->task_dead(prev);
5153
5154                 /* Task is done with its stack. */
5155                 put_task_stack(prev);
5156
5157                 put_task_struct_rcu_user(prev);
5158         }
5159
5160         return rq;
5161 }
5162
5163 /**
5164  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
5165  * @prev: the thread we just switched away from.
5166  */
5167 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
5168         __releases(rq->lock)
5169 {
5170         /*
5171          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
5172          * finish_task_switch() for details.
5173          *
5174          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
5175          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
5176          * PREEMPT_COUNT kernels).
5177          */
5178
5179         finish_task_switch(prev);
5180         preempt_enable();
5181
5182         if (current->set_child_tid)
5183                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
5184
5185         calculate_sigpending();
5186 }
5187
5188 /*
5189  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
5190  */
5191 static __always_inline struct rq *
5192 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5193                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5194 {
5195         prepare_task_switch(rq, prev, next);
5196
5197         /*
5198          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
5199          * combine the page table reload and the switch backend into
5200          * one hypercall.
5201          */
5202         arch_start_context_switch(prev);
5203
5204         /*
5205          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
5206          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
5207          *
5208          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
5209          *   user ->   user   switch
5210          */
5211         if (!next->mm) {                                // to kernel
5212                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
5213
5214                 next->active_mm = prev->active_mm;
5215                 if (prev->mm)                           // from user
5216                         mmgrab(prev->active_mm);
5217                 else
5218                         prev->active_mm = NULL;
5219         } else {                                        // to user
5220                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
5221                 /*
5222                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
5223                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
5224                  *
5225                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
5226                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
5227                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
5228                  */
5229                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
5230                 lru_gen_use_mm(next->mm);
5231
5232                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
5233                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
5234                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
5235                         prev->active_mm = NULL;
5236                 }
5237         }
5238
5239         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5240
5241         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
5242
5243         /* Here we just switch the register state and the stack. */
5244         switch_to(prev, next, prev);
5245         barrier();
5246
5247         return finish_task_switch(prev);
5248 }
5249
5250 /*
5251  * nr_running and nr_context_switches:
5252  *
5253  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
5254  * threads, total number of context switches performed since bootup.
5255  */
5256 unsigned int nr_running(void)
5257 {
5258         unsigned int i, sum = 0;
5259
5260         for_each_online_cpu(i)
5261                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
5262
5263         return sum;
5264 }
5265
5266 /*
5267  * Check if only the current task is running on the CPU.
5268  *
5269  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
5270  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
5271  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
5272  *
5273  * - from a non-preemptible section (of course)
5274  *
5275  * - from a thread that is bound to a single CPU
5276  *
5277  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
5278  */
5279 bool single_task_running(void)
5280 {
5281         return raw_rq()->nr_running == 1;
5282 }
5283 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
5284
5285 unsigned long long nr_context_switches(void)
5286 {
5287         int i;
5288         unsigned long long sum = 0;
5289
5290         for_each_possible_cpu(i)
5291                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
5292
5293         return sum;
5294 }
5295
5296 /*
5297  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
5298  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
5299  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
5300  * it does become runnable.
5301  */
5302
5303 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
5304 {
5305         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
5306 }
5307
5308 /*
5309  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
5310  *
5311  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
5312  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
5313  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
5314  *
5315  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
5316  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
5317  * running and we'd not be idle.
5318  *
5319  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
5320  * is broken.
5321  *
5322  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
5323  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
5324  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
5325  * utilising both CPUs.
5326  *
5327  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
5328  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
5329  *
5330  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
5331  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
5332  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
5333  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
5334  *
5335  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
5336  */
5337
5338 unsigned int nr_iowait(void)
5339 {
5340         unsigned int i, sum = 0;
5341
5342         for_each_possible_cpu(i)
5343                 sum += nr_iowait_cpu(i);
5344
5345         return sum;
5346 }
5347
5348 #ifdef CONFIG_SMP
5349
5350 /*
5351  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
5352  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
5353  */
5354 void sched_exec(void)
5355 {
5356         struct task_struct *p = current;
5357         unsigned long flags;
5358         int dest_cpu;
5359
5360         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5361         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
5362         if (dest_cpu == smp_processor_id())
5363                 goto unlock;
5364
5365         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
5366                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5367
5368                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5369                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5370                 return;
5371         }
5372 unlock:
5373         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5374 }
5375
5376 #endif
5377
5378 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5379 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5380
5381 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5382 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5383
5384 /*
5385  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5386  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5387  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5388  * Prefetching this data results in improved performance.
5389  */
5390 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5391 {
5392 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5393         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5394 #else
5395         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5396 #endif
5397         prefetch(curr);
5398         prefetch(&curr->exec_start);
5399 }
5400
5401 /*
5402  * Return accounted runtime for the task.
5403  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5404  * pending runtime that have not been accounted yet.
5405  */
5406 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5407 {
5408         struct rq_flags rf;
5409         struct rq *rq;
5410         u64 ns;
5411
5412 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5413         /*
5414          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5415          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5416          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5417          *
5418          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5419          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5420          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5421          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5422          * been accounted, so we're correct here as well.
5423          */
5424         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5425                 return p->se.sum_exec_runtime;
5426 #endif
5427
5428         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5429         /*
5430          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5431          * project cycles that may never be accounted to this
5432          * thread, breaking clock_gettime().
5433          */
5434         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5435                 prefetch_curr_exec_start(p);
5436                 update_rq_clock(rq);
5437                 p->sched_class->update_curr(rq);
5438         }
5439         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5440         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5441
5442         return ns;
5443 }
5444
5445 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5446 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5447 {
5448         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5449         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5450         static bool warned_once;
5451
5452         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5453                 return 0;
5454
5455         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5456                 return 0;
5457
5458         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5459                 return 0;
5460
5461         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5462                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5463                 rq->ticks_without_resched = 0;
5464                 return 0;
5465         }
5466
5467         rq->ticks_without_resched++;
5468         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5469         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5470                 return 0;
5471
5472         warned_once = true;
5473
5474         return resched_latency;
5475 }
5476
5477 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5478 {
5479         long val;
5480
5481         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5482                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5483                 return 1;
5484         }
5485
5486         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5487         return 1;
5488 }
5489 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5490 #else
5491 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5492 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5493
5494 /*
5495  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5496  * We call it with interrupts disabled.
5497  */
5498 void scheduler_tick(void)
5499 {
5500         int cpu = smp_processor_id();
5501         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5502         struct task_struct *curr = rq->curr;
5503         struct rq_flags rf;
5504         unsigned long thermal_pressure;
5505         u64 resched_latency;
5506
5507         arch_scale_freq_tick();
5508         sched_clock_tick();
5509
5510         rq_lock(rq, &rf);
5511
5512         update_rq_clock(rq);
5513         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5514         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5515         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5516         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5517                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5518         calc_global_load_tick(rq);
5519         sched_core_tick(rq);
5520
5521         rq_unlock(rq, &rf);
5522
5523         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5524                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5525
5526         perf_event_task_tick();
5527
5528 #ifdef CONFIG_SMP
5529         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5530         trigger_load_balance(rq);
5531 #endif
5532 }
5533
5534 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5535
5536 struct tick_work {
5537         int                     cpu;
5538         atomic_t                state;
5539         struct delayed_work     work;
5540 };
5541 /* Values for ->state, see diagram below. */
5542 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5543 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5544 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5545
5546 /*
5547  * State diagram for ->state:
5548  *
5549  *
5550  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5551  *                    |   ^
5552  *                    |   |
5553  *                    |   | sched_tick_remote()
5554  *                    |   |
5555  *                    |   |
5556  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5557  *                    |   ^
5558  *                    |   |
5559  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5560  *                    |   |
5561  *                    V   |
5562  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5563  *
5564  *
5565  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5566  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5567  */
5568
5569 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5570
5571 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5572 {
5573         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5574         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5575         int cpu = twork->cpu;
5576         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5577         struct task_struct *curr;
5578         struct rq_flags rf;
5579         u64 delta;
5580         int os;
5581
5582         /*
5583          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5584          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5585          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5586          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5587          * of when exactly it is running.
5588          */
5589         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5590                 goto out_requeue;
5591
5592         rq_lock_irq(rq, &rf);
5593         curr = rq->curr;
5594         if (cpu_is_offline(cpu))
5595                 goto out_unlock;
5596
5597         update_rq_clock(rq);
5598
5599         if (!is_idle_task(curr)) {
5600                 /*
5601                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5602                  * amount of time.
5603                  */
5604                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5605                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5606         }
5607         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5608
5609         calc_load_nohz_remote(rq);
5610 out_unlock:
5611         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5612 out_requeue:
5613
5614         /*
5615          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5616          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5617          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5618          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5619          */
5620         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5621         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5622         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5623                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5624 }
5625
5626 static void sched_tick_start(int cpu)
5627 {
5628         int os;
5629         struct tick_work *twork;
5630
5631         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5632                 return;
5633
5634         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5635
5636         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5637         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5638         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5639         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5640                 twork->cpu = cpu;
5641                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5642                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5643         }
5644 }
5645
5646 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5647 static void sched_tick_stop(int cpu)
5648 {
5649         struct tick_work *twork;
5650         int os;
5651
5652         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5653                 return;
5654
5655         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5656
5657         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5658         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5659         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5660         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5661         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5662 }
5663 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5664
5665 int __init sched_tick_offload_init(void)
5666 {
5667         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5668         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5669         return 0;
5670 }
5671
5672 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5673 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5674 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5675 #endif
5676
5677 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5678                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5679 /*
5680  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5681  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5682  */
5683 static inline void preempt_latency_start(int val)
5684 {
5685         if (preempt_count() == val) {
5686                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5687 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5688                 current->preempt_disable_ip = ip;
5689 #endif
5690                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5691         }
5692 }
5693
5694 void preempt_count_add(int val)
5695 {
5696 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5697         /*
5698          * Underflow?
5699          */
5700         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5701                 return;
5702 #endif
5703         __preempt_count_add(val);
5704 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5705         /*
5706          * Spinlock count overflowing soon?
5707          */
5708         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5709                                 PREEMPT_MASK - 10);
5710 #endif
5711         preempt_latency_start(val);
5712 }
5713 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5714 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5715
5716 /*
5717  * If the value passed in equals to the current preempt count
5718  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5719  */
5720 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5721 {
5722         if (preempt_count() == val)
5723                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5724 }
5725
5726 void preempt_count_sub(int val)
5727 {
5728 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5729         /*
5730          * Underflow?
5731          */
5732         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5733                 return;
5734         /*
5735          * Is the spinlock portion underflowing?
5736          */
5737         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5738                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5739                 return;
5740 #endif
5741
5742         preempt_latency_stop(val);
5743         __preempt_count_sub(val);
5744 }
5745 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5746 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5747
5748 #else
5749 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5750 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5751 #endif
5752
5753 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5754 {
5755 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5756         return p->preempt_disable_ip;
5757 #else
5758         return 0;
5759 #endif
5760 }
5761
5762 /*
5763  * Print scheduling while atomic bug:
5764  */
5765 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5766 {
5767         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5768         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5769
5770         if (oops_in_progress)
5771                 return;
5772
5773         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5774                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5775
5776         debug_show_held_locks(prev);
5777         print_modules();
5778         if (irqs_disabled())
5779                 print_irqtrace_events(prev);
5780         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5781             && in_atomic_preempt_off()) {
5782                 pr_err("Preemption disabled at:");
5783                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5784         }
5785         check_panic_on_warn("scheduling while atomic");
5786
5787         dump_stack();
5788         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5789 }
5790
5791 /*
5792  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5793  */
5794 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5795 {
5796 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5797         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5798                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5799
5800         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5801                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5802 #endif
5803
5804 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5805         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5806                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5807                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5808                 dump_stack();
5809                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5810         }
5811 #endif
5812
5813         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5814                 __schedule_bug(prev);
5815                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5816         }
5817         rcu_sleep_check();
5818         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5819
5820         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5821
5822         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5823 }
5824
5825 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5826                                   struct rq_flags *rf)
5827 {
5828 #ifdef CONFIG_SMP
5829         const struct sched_class *class;
5830         /*
5831          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5832          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5833          * state as before we took rq->lock.
5834          *
5835          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5836          * a runnable task of @class priority or higher.
5837          */
5838         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5839                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5840                         break;
5841         }
5842 #endif
5843
5844         put_prev_task(rq, prev);
5845 }
5846
5847 /*
5848  * Pick up the highest-prio task:
5849  */
5850 static inline struct task_struct *
5851 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5852 {
5853         const struct sched_class *class;
5854         struct task_struct *p;
5855
5856         /*
5857          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5858          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5859          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5860          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5861          */
5862         if (likely(!sched_class_above(prev->sched_class, &fair_sched_class) &&
5863                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5864
5865                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5866                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5867                         goto restart;
5868
5869                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5870                 if (!p) {
5871                         put_prev_task(rq, prev);
5872                         p = pick_next_task_idle(rq);
5873                 }
5874
5875                 return p;
5876         }
5877
5878 restart:
5879         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5880
5881         for_each_class(class) {
5882                 p = class->pick_next_task(rq);
5883                 if (p)
5884                         return p;
5885         }
5886
5887         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5888 }
5889
5890 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5891 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5892 {
5893         return (task_rq(t)->idle == t);
5894 }
5895
5896 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5897 {
5898         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5899 }
5900
5901 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5902 {
5903         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5904                 return true;
5905
5906         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5907 }
5908
5909 static inline struct task_struct *pick_task(struct rq *rq)
5910 {
5911         const struct sched_class *class;
5912         struct task_struct *p;
5913
5914         for_each_class(class) {
5915                 p = class->pick_task(rq);
5916                 if (p)
5917                         return p;
5918         }
5919
5920         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5921 }
5922
5923 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5924
5925 static void queue_core_balance(struct rq *rq);
5926
5927 static struct task_struct *
5928 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5929 {
5930         struct task_struct *next, *p, *max = NULL;
5931         const struct cpumask *smt_mask;
5932         bool fi_before = false;
5933         bool core_clock_updated = (rq == rq->core);
5934         unsigned long cookie;
5935         int i, cpu, occ = 0;
5936         struct rq *rq_i;
5937         bool need_sync;
5938
5939         if (!sched_core_enabled(rq))
5940                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5941
5942         cpu = cpu_of(rq);
5943
5944         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5945         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5946                 /*
5947                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5948                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5949                  * another cpu during offline.
5950                  */
5951                 rq->core_pick = NULL;
5952                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5953         }
5954
5955         /*
5956          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5957          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5958          * pick yet, do so now.
5959          *
5960          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5961          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5962          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5963          */
5964         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5965             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5966             rq->core_pick) {
5967                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5968
5969                 next = rq->core_pick;
5970                 if (next != prev) {
5971                         put_prev_task(rq, prev);
5972                         set_next_task(rq, next);
5973                 }
5974
5975                 rq->core_pick = NULL;
5976                 goto out;
5977         }
5978
5979         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5980
5981         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5982         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5983
5984         /* reset state */
5985         rq->core->core_cookie = 0UL;
5986         if (rq->core->core_forceidle_count) {
5987                 if (!core_clock_updated) {
5988                         update_rq_clock(rq->core);
5989                         core_clock_updated = true;
5990                 }
5991                 sched_core_account_forceidle(rq);
5992                 /* reset after accounting force idle */
5993                 rq->core->core_forceidle_start = 0;
5994                 rq->core->core_forceidle_count = 0;
5995                 rq->core->core_forceidle_occupation = 0;
5996                 need_sync = true;
5997                 fi_before = true;
5998         }
5999
6000         /*
6001          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
6002          *
6003          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
6004          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
6005          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
6006          *
6007          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
6008          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
6009          */
6010         rq->core->core_task_seq++;
6011
6012         /*
6013          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
6014          * and there are no cookied tasks running on siblings.
6015          */
6016         if (!need_sync) {
6017                 next = pick_task(rq);
6018                 if (!next->core_cookie) {
6019                         rq->core_pick = NULL;
6020                         /*
6021                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
6022                          * unconstrained picks as well.
6023                          */
6024                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
6025                         task_vruntime_update(rq, next, false);
6026                         goto out_set_next;
6027                 }
6028         }
6029
6030         /*
6031          * For each thread: do the regular task pick and find the max prio task
6032          * amongst them.
6033          *
6034          * Tie-break prio towards the current CPU
6035          */
6036         for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
6037                 rq_i = cpu_rq(i);
6038
6039                 /*
6040                  * Current cpu always has its clock updated on entrance to
6041                  * pick_next_task(). If the current cpu is not the core,
6042                  * the core may also have been updated above.
6043                  */
6044                 if (i != cpu && (rq_i != rq->core || !core_clock_updated))
6045                         update_rq_clock(rq_i);
6046
6047                 p = rq_i->core_pick = pick_task(rq_i);
6048                 if (!max || prio_less(max, p, fi_before))
6049                         max = p;
6050         }
6051
6052         cookie = rq->core->core_cookie = max->core_cookie;
6053
6054         /*
6055          * For each thread: try and find a runnable task that matches @max or
6056          * force idle.
6057          */
6058         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6059                 rq_i = cpu_rq(i);
6060                 p = rq_i->core_pick;
6061
6062                 if (!cookie_equals(p, cookie)) {
6063                         p = NULL;
6064                         if (cookie)
6065                                 p = sched_core_find(rq_i, cookie);
6066                         if (!p)
6067                                 p = idle_sched_class.pick_task(rq_i);
6068                 }
6069
6070                 rq_i->core_pick = p;
6071
6072                 if (p == rq_i->idle) {
6073                         if (rq_i->nr_running) {
6074                                 rq->core->core_forceidle_count++;
6075                                 if (!fi_before)
6076                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
6077                         }
6078                 } else {
6079                         occ++;
6080                 }
6081         }
6082
6083         if (schedstat_enabled() && rq->core->core_forceidle_count) {
6084                 rq->core->core_forceidle_start = rq_clock(rq->core);
6085                 rq->core->core_forceidle_occupation = occ;
6086         }
6087
6088         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
6089         next = rq->core_pick;
6090         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
6091
6092         /* Something should have been selected for current CPU */
6093         WARN_ON_ONCE(!next);
6094
6095         /*
6096          * Reschedule siblings
6097          *
6098          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
6099          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
6100          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
6101          * non-matching user state.
6102          */
6103         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6104                 rq_i = cpu_rq(i);
6105
6106                 /*
6107                  * An online sibling might have gone offline before a task
6108                  * could be picked for it, or it might be offline but later
6109                  * happen to come online, but its too late and nothing was
6110                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
6111                  * so ignore it.
6112                  */
6113                 if (!rq_i->core_pick)
6114                         continue;
6115
6116                 /*
6117                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
6118                  * fi_before     fi      update?
6119                  *  0            0       1
6120                  *  0            1       1
6121                  *  1            0       1
6122                  *  1            1       0
6123                  */
6124                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle_count))
6125                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, !!rq->core->core_forceidle_count);
6126
6127                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
6128
6129                 if (i == cpu) {
6130                         rq_i->core_pick = NULL;
6131                         continue;
6132                 }
6133
6134                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
6135                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
6136
6137                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
6138                         rq_i->core_pick = NULL;
6139                         continue;
6140                 }
6141
6142                 resched_curr(rq_i);
6143         }
6144
6145 out_set_next:
6146         set_next_task(rq, next);
6147 out:
6148         if (rq->core->core_forceidle_count && next == rq->idle)
6149                 queue_core_balance(rq);
6150
6151         return next;
6152 }
6153
6154 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
6155 {
6156         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
6157         struct task_struct *p;
6158         unsigned long cookie;
6159         bool success = false;
6160
6161         local_irq_disable();
6162         double_rq_lock(dst, src);
6163
6164         cookie = dst->core->core_cookie;
6165         if (!cookie)
6166                 goto unlock;
6167
6168         if (dst->curr != dst->idle)
6169                 goto unlock;
6170
6171         p = sched_core_find(src, cookie);
6172         if (p == src->idle)
6173                 goto unlock;
6174
6175         do {
6176                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
6177                         goto next;
6178
6179                 if (!is_cpu_allowed(p, this))
6180                         goto next;
6181
6182                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
6183                         goto next;
6184
6185                 deactivate_task(src, p, 0);
6186                 set_task_cpu(p, this);
6187                 activate_task(dst, p, 0);
6188
6189                 resched_curr(dst);
6190
6191                 success = true;
6192                 break;
6193
6194 next:
6195                 p = sched_core_next(p, cookie);
6196         } while (p);
6197
6198 unlock:
6199         double_rq_unlock(dst, src);
6200         local_irq_enable();
6201
6202         return success;
6203 }
6204
6205 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
6206 {
6207         int i;
6208
6209         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
6210                 if (i == cpu)
6211                         continue;
6212
6213                 if (need_resched())
6214                         break;
6215
6216                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
6217                         return true;
6218         }
6219
6220         return false;
6221 }
6222
6223 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
6224 {
6225         struct sched_domain *sd;
6226         int cpu = cpu_of(rq);
6227
6228         preempt_disable();
6229         rcu_read_lock();
6230         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6231         for_each_domain(cpu, sd) {
6232                 if (need_resched())
6233                         break;
6234
6235                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
6236                         break;
6237         }
6238         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
6239         rcu_read_unlock();
6240         preempt_enable();
6241 }
6242
6243 static DEFINE_PER_CPU(struct balance_callback, core_balance_head);
6244
6245 static void queue_core_balance(struct rq *rq)
6246 {
6247         if (!sched_core_enabled(rq))
6248                 return;
6249
6250         if (!rq->core->core_cookie)
6251                 return;
6252
6253         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
6254                 return;
6255
6256         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
6257 }
6258
6259 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
6260 {
6261         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6262         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6263         unsigned long flags;
6264         int t;
6265
6266         sched_core_lock(cpu, &flags);
6267
6268         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6269
6270         /* if we're the first, we'll be our own leader */
6271         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
6272                 goto unlock;
6273
6274         /* find the leader */
6275         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6276                 if (t == cpu)
6277                         continue;
6278                 rq = cpu_rq(t);
6279                 if (rq->core == rq) {
6280                         core_rq = rq;
6281                         break;
6282                 }
6283         }
6284
6285         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
6286                 goto unlock;
6287
6288         /* install and validate core_rq */
6289         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6290                 rq = cpu_rq(t);
6291
6292                 if (t == cpu)
6293                         rq->core = core_rq;
6294
6295                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
6296         }
6297
6298 unlock:
6299         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6300 }
6301
6302 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6303 {
6304         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6305         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6306         unsigned long flags;
6307         int t;
6308
6309         sched_core_lock(cpu, &flags);
6310
6311         /* if we're the last man standing, nothing to do */
6312         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
6313                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6314                 goto unlock;
6315         }
6316
6317         /* if we're not the leader, nothing to do */
6318         if (rq->core != rq)
6319                 goto unlock;
6320
6321         /* find a new leader */
6322         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6323                 if (t == cpu)
6324                         continue;
6325                 core_rq = cpu_rq(t);
6326                 break;
6327         }
6328
6329         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
6330                 goto unlock;
6331
6332         /* copy the shared state to the new leader */
6333         core_rq->core_task_seq             = rq->core_task_seq;
6334         core_rq->core_pick_seq             = rq->core_pick_seq;
6335         core_rq->core_cookie               = rq->core_cookie;
6336         core_rq->core_forceidle_count      = rq->core_forceidle_count;
6337         core_rq->core_forceidle_seq        = rq->core_forceidle_seq;
6338         core_rq->core_forceidle_occupation = rq->core_forceidle_occupation;
6339
6340         /*
6341          * Accounting edge for forced idle is handled in pick_next_task().
6342          * Don't need another one here, since the hotplug thread shouldn't
6343          * have a cookie.
6344          */
6345         core_rq->core_forceidle_start = 0;
6346
6347         /* install new leader */
6348         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6349                 rq = cpu_rq(t);
6350                 rq->core = core_rq;
6351         }
6352
6353 unlock:
6354         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6355 }
6356
6357 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
6358 {
6359         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6360
6361         if (rq->core != rq)
6362                 rq->core = rq;
6363 }
6364
6365 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
6366
6367 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
6368 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
6369 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
6370
6371 static struct task_struct *
6372 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6373 {
6374         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6375 }
6376
6377 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
6378
6379 /*
6380  * Constants for the sched_mode argument of __schedule().
6381  *
6382  * The mode argument allows RT enabled kernels to differentiate a
6383  * preemption from blocking on an 'sleeping' spin/rwlock. Note that
6384  * SM_MASK_PREEMPT for !RT has all bits set, which allows the compiler to
6385  * optimize the AND operation out and just check for zero.
6386  */
6387 #define SM_NONE                 0x0
6388 #define SM_PREEMPT              0x1
6389 #define SM_RTLOCK_WAIT          0x2
6390
6391 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
6392 # define SM_MASK_PREEMPT        (~0U)
6393 #else
6394 # define SM_MASK_PREEMPT        SM_PREEMPT
6395 #endif
6396
6397 /*
6398  * __schedule() is the main scheduler function.
6399  *
6400  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
6401  *
6402  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
6403  *
6404  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
6405  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
6406  *
6407  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
6408  *      interrupt handler scheduler_tick().
6409  *
6410  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
6411  *      task to the run-queue and that's it.
6412  *
6413  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
6414  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
6415  *      called on the nearest possible occasion:
6416  *
6417  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
6418  *
6419  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
6420  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
6421  *           spin_unlock()!)
6422  *
6423  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6424  *           preemptible context
6425  *
6426  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6427  *         then at the next:
6428  *
6429  *          - cond_resched() call
6430  *          - explicit schedule() call
6431  *          - return from syscall or exception to user-space
6432  *          - return from interrupt-handler to user-space
6433  *
6434  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6435  */
6436 static void __sched notrace __schedule(unsigned int sched_mode)
6437 {
6438         struct task_struct *prev, *next;
6439         unsigned long *switch_count;
6440         unsigned long prev_state;
6441         struct rq_flags rf;
6442         struct rq *rq;
6443         int cpu;
6444
6445         cpu = smp_processor_id();
6446         rq = cpu_rq(cpu);
6447         prev = rq->curr;
6448
6449         schedule_debug(prev, !!sched_mode);
6450
6451         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6452                 hrtick_clear(rq);
6453
6454         local_irq_disable();
6455         rcu_note_context_switch(!!sched_mode);
6456
6457         /*
6458          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6459          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6460          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6461          *
6462          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6463          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6464          *                                        wake_up_state(p, state)
6465          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6466          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6467          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6468          *
6469          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6470          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6471          */
6472         rq_lock(rq, &rf);
6473         smp_mb__after_spinlock();
6474
6475         /* Promote REQ to ACT */
6476         rq->clock_update_flags <<= 1;
6477         update_rq_clock(rq);
6478
6479         switch_count = &prev->nivcsw;
6480
6481         /*
6482          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6483          * that we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6484          */
6485         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6486         if (!(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT) && prev_state) {
6487                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6488                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6489                 } else {
6490                         prev->sched_contributes_to_load =
6491                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6492                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6493                                 !(prev_state & TASK_FROZEN);
6494
6495                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6496                                 rq->nr_uninterruptible++;
6497
6498                         /*
6499                          * __schedule()                 ttwu()
6500                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6501                          *   if (prev_state)                goto out;
6502                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6503                          *                                p->state = TASK_WAKING
6504                          *
6505                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6506                          *
6507                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6508                          */
6509                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6510
6511                         if (prev->in_iowait) {
6512                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6513                                 delayacct_blkio_start();
6514                         }
6515                 }
6516                 switch_count = &prev->nvcsw;
6517         }
6518
6519         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6520         clear_tsk_need_resched(prev);
6521         clear_preempt_need_resched();
6522 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6523         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6524 #endif
6525
6526         if (likely(prev != next)) {
6527                 rq->nr_switches++;
6528                 /*
6529                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6530                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6531                  */
6532                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6533                 /*
6534                  * The membarrier system call requires each architecture
6535                  * to have a full memory barrier after updating
6536                  * rq->curr, before returning to user-space.
6537                  *
6538                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6539                  * various architectures:
6540                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6541                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6542                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6543                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6544                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6545                  *   is a RELEASE barrier),
6546                  */
6547                 ++*switch_count;
6548
6549                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6550                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6551
6552                 trace_sched_switch(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT, prev, next, prev_state);
6553
6554                 /* Also unlocks the rq: */
6555                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6556         } else {
6557                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6558
6559                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6560                 __balance_callbacks(rq);
6561                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6562         }
6563 }
6564
6565 void __noreturn do_task_dead(void)
6566 {
6567         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6568         set_special_state(TASK_DEAD);
6569
6570         /* Tell freezer to ignore us: */
6571         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6572
6573         __schedule(SM_NONE);
6574         BUG();
6575
6576         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6577         for (;;)
6578                 cpu_relax();
6579 }
6580
6581 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6582 {
6583         unsigned int task_flags;
6584
6585         if (task_is_running(tsk))
6586                 return;
6587
6588         task_flags = tsk->flags;
6589         /*
6590          * If a worker goes to sleep, notify and ask workqueue whether it
6591          * wants to wake up a task to maintain concurrency.
6592          */
6593         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6594                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6595                         wq_worker_sleeping(tsk);
6596                 else
6597                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6598         }
6599
6600         /*
6601          * spinlock and rwlock must not flush block requests.  This will
6602          * deadlock if the callback attempts to acquire a lock which is
6603          * already acquired.
6604          */
6605         SCHED_WARN_ON(current->__state & TASK_RTLOCK_WAIT);
6606
6607         /*
6608          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6609          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6610          */
6611         blk_flush_plug(tsk->plug, true);
6612 }
6613
6614 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6615 {
6616         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6617                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6618                         wq_worker_running(tsk);
6619                 else
6620                         io_wq_worker_running(tsk);
6621         }
6622 }
6623
6624 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6625 {
6626         struct task_struct *tsk = current;
6627
6628         sched_submit_work(tsk);
6629         do {
6630                 preempt_disable();
6631                 __schedule(SM_NONE);
6632                 sched_preempt_enable_no_resched();
6633         } while (need_resched());
6634         sched_update_worker(tsk);
6635 }
6636 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6637
6638 /*
6639  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6640  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6641  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6642  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6643  * (schedule out non-voluntarily).
6644  *
6645  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6646  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6647  */
6648 void __sched schedule_idle(void)
6649 {
6650         /*
6651          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6652          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6653          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6654          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6655          * TASK_RUNNING state.
6656          */
6657         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6658         do {
6659                 __schedule(SM_NONE);
6660         } while (need_resched());
6661 }
6662
6663 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING_USER) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_USER_OFFSTACK)
6664 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6665 {
6666         /*
6667          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6668          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6669          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6670          * we find a better solution.
6671          *
6672          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6673          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6674          * too frequently to make sense yet.
6675          */
6676         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6677         schedule();
6678         exception_exit(prev_state);
6679 }
6680 #endif
6681
6682 /**
6683  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6684  *
6685  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6686  */
6687 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6688 {
6689         sched_preempt_enable_no_resched();
6690         schedule();
6691         preempt_disable();
6692 }
6693
6694 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
6695 void __sched notrace schedule_rtlock(void)
6696 {
6697         do {
6698                 preempt_disable();
6699                 __schedule(SM_RTLOCK_WAIT);
6700                 sched_preempt_enable_no_resched();
6701         } while (need_resched());
6702 }
6703 NOKPROBE_SYMBOL(schedule_rtlock);
6704 #endif
6705
6706 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6707 {
6708         do {
6709                 /*
6710                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6711                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6712                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6713                  * by the function tracer will call this function again and
6714                  * cause infinite recursion.
6715                  *
6716                  * Preemption must be disabled here before the function
6717                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6718                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6719                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6720                  * which can also be traced by the function tracer.
6721                  */
6722                 preempt_disable_notrace();
6723                 preempt_latency_start(1);
6724                 __schedule(SM_PREEMPT);
6725                 preempt_latency_stop(1);
6726                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6727
6728                 /*
6729                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6730                  * between schedule and now.
6731                  */
6732         } while (need_resched());
6733 }
6734
6735 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6736 /*
6737  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6738  * off of preempt_enable.
6739  */
6740 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6741 {
6742         /*
6743          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6744          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6745          */
6746         if (likely(!preemptible()))
6747                 return;
6748         preempt_schedule_common();
6749 }
6750 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6751 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6752
6753 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6754 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6755 #ifndef preempt_schedule_dynamic_enabled
6756 #define preempt_schedule_dynamic_enabled        preempt_schedule
6757 #define preempt_schedule_dynamic_disabled       NULL
6758 #endif
6759 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, preempt_schedule_dynamic_enabled);
6760 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6761 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6762 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule);
6763 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule(void)
6764 {
6765         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule))
6766                 return;
6767         preempt_schedule();
6768 }
6769 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6770 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6771 #endif
6772 #endif
6773
6774 /**
6775  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6776  *
6777  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6778  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6779  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6780  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6781  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6782  * to be called when the system is still in usermode.
6783  *
6784  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6785  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6786  * calling the scheduler.
6787  */
6788 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6789 {
6790         enum ctx_state prev_ctx;
6791
6792         if (likely(!preemptible()))
6793                 return;
6794
6795         do {
6796                 /*
6797                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6798                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6799                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6800                  * by the function tracer will call this function again and
6801                  * cause infinite recursion.
6802                  *
6803                  * Preemption must be disabled here before the function
6804                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6805                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6806                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6807                  * which can also be traced by the function tracer.
6808                  */
6809                 preempt_disable_notrace();
6810                 preempt_latency_start(1);
6811                 /*
6812                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6813                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6814                  * an infinite recursion.
6815                  */
6816                 prev_ctx = exception_enter();
6817                 __schedule(SM_PREEMPT);
6818                 exception_exit(prev_ctx);
6819
6820                 preempt_latency_stop(1);
6821                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6822         } while (need_resched());
6823 }
6824 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6825
6826 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6827 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6828 #ifndef preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled
6829 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled        preempt_schedule_notrace
6830 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_disabled       NULL
6831 #endif
6832 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled);
6833 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6834 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6835 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule_notrace);
6836 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule_notrace(void)
6837 {
6838         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule_notrace))
6839                 return;
6840         preempt_schedule_notrace();
6841 }
6842 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6843 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6844 #endif
6845 #endif
6846
6847 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6848
6849 /*
6850  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6851  * off of irq context.
6852  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6853  * protect us against recursive calling from irq.
6854  */
6855 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6856 {
6857         enum ctx_state prev_state;
6858
6859         /* Catch callers which need to be fixed */
6860         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6861
6862         prev_state = exception_enter();
6863
6864         do {
6865                 preempt_disable();
6866                 local_irq_enable();
6867                 __schedule(SM_PREEMPT);
6868                 local_irq_disable();
6869                 sched_preempt_enable_no_resched();
6870         } while (need_resched());
6871
6872         exception_exit(prev_state);
6873 }
6874
6875 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6876                           void *key)
6877 {
6878         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6879         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6880 }
6881 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6882
6883 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
6884 {
6885         if (dl_prio(prio))
6886                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6887         else if (rt_prio(prio))
6888                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6889         else
6890                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6891
6892         p->prio = prio;
6893 }
6894
6895 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6896
6897 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6898 {
6899         if (pi_task)
6900                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6901
6902         return prio;
6903 }
6904
6905 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6906 {
6907         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6908
6909         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6910 }
6911
6912 /*
6913  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6914  * @p: task to boost
6915  * @pi_task: donor task
6916  *
6917  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6918  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6919  *
6920  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6921  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6922  */
6923 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6924 {
6925         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6926                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6927         const struct sched_class *prev_class;
6928         struct rq_flags rf;
6929         struct rq *rq;
6930
6931         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6932         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6933
6934         /*
6935          * If nothing changed; bail early.
6936          */
6937         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6938                 return;
6939
6940         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6941         update_rq_clock(rq);
6942         /*
6943          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6944          * either lock.
6945          *
6946          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6947          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6948          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6949          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6950          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6951          */
6952         p->pi_top_task = pi_task;
6953
6954         /*
6955          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6956          */
6957         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6958                 goto out_unlock;
6959
6960         /*
6961          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6962          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6963          *
6964          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6965          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6966          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6967          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6968          * with interrupts disabled and will complete the lock
6969          * protected section without being interrupted. So there is no
6970          * real need to boost.
6971          */
6972         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6973                 WARN_ON(p != rq->curr);
6974                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6975                 goto out_unlock;
6976         }
6977
6978         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6979         oldprio = p->prio;
6980
6981         if (oldprio == prio)
6982                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6983
6984         prev_class = p->sched_class;
6985         queued = task_on_rq_queued(p);
6986         running = task_current(rq, p);
6987         if (queued)
6988                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6989         if (running)
6990                 put_prev_task(rq, p);
6991
6992         /*
6993          * Boosting condition are:
6994          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6995          *      --> -dl task blocks on mutex A
6996          *
6997          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6998          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6999          *          running task
7000          */
7001         if (dl_prio(prio)) {
7002                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
7003                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
7004                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
7005                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
7006                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
7007                 } else {
7008                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7009                 }
7010         } else if (rt_prio(prio)) {
7011                 if (dl_prio(oldprio))
7012                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7013                 if (oldprio < prio)
7014                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
7015         } else {
7016                 if (dl_prio(oldprio))
7017                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7018                 if (rt_prio(oldprio))
7019                         p->rt.timeout = 0;
7020         }
7021
7022         __setscheduler_prio(p, prio);
7023
7024         if (queued)
7025                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
7026         if (running)
7027                 set_next_task(rq, p);
7028
7029         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7030 out_unlock:
7031         /* Avoid rq from going away on us: */
7032         preempt_disable();
7033
7034         rq_unpin_lock(rq, &rf);
7035         __balance_callbacks(rq);
7036         raw_spin_rq_unlock(rq);
7037
7038         preempt_enable();
7039 }
7040 #else
7041 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
7042 {
7043         return prio;
7044 }
7045 #endif
7046
7047 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
7048 {
7049         bool queued, running;
7050         int old_prio;
7051         struct rq_flags rf;
7052         struct rq *rq;
7053
7054         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7055                 return;
7056         /*
7057          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
7058          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
7059          */
7060         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7061         update_rq_clock(rq);
7062
7063         /*
7064          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
7065          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
7066          * it won't have any effect on scheduling until the task is
7067          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
7068          */
7069         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
7070                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7071                 goto out_unlock;
7072         }
7073         queued = task_on_rq_queued(p);
7074         running = task_current(rq, p);
7075         if (queued)
7076                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
7077         if (running)
7078                 put_prev_task(rq, p);
7079
7080         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7081         set_load_weight(p, true);
7082         old_prio = p->prio;
7083         p->prio = effective_prio(p);
7084
7085         if (queued)
7086                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
7087         if (running)
7088                 set_next_task(rq, p);
7089
7090         /*
7091          * If the task increased its priority or is running and
7092          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
7093          */
7094         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
7095
7096 out_unlock:
7097         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7098 }
7099 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
7100
7101 /*
7102  * is_nice_reduction - check if nice value is an actual reduction
7103  *
7104  * Similar to can_nice() but does not perform a capability check.
7105  *
7106  * @p: task
7107  * @nice: nice value
7108  */
7109 static bool is_nice_reduction(const struct task_struct *p, const int nice)
7110 {
7111         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
7112         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
7113
7114         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE));
7115 }
7116
7117 /*
7118  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
7119  * @p: task
7120  * @nice: nice value
7121  */
7122 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
7123 {
7124         return is_nice_reduction(p, nice) || capable(CAP_SYS_NICE);
7125 }
7126
7127 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
7128
7129 /*
7130  * sys_nice - change the priority of the current process.
7131  * @increment: priority increment
7132  *
7133  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
7134  * does similar things.
7135  */
7136 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
7137 {
7138         long nice, retval;
7139
7140         /*
7141          * Setpriority might change our priority at the same moment.
7142          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
7143          * and we have a single winner.
7144          */
7145         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
7146         nice = task_nice(current) + increment;
7147
7148         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7149         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
7150                 return -EPERM;
7151
7152         retval = security_task_setnice(current, nice);
7153         if (retval)
7154                 return retval;
7155
7156         set_user_nice(current, nice);
7157         return 0;
7158 }
7159
7160 #endif
7161
7162 /**
7163  * task_prio - return the priority value of a given task.
7164  * @p: the task in question.
7165  *
7166  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
7167  *
7168  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
7169  *
7170  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
7171  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
7172  * deadline                     -101             -1           0
7173  */
7174 int task_prio(const struct task_struct *p)
7175 {
7176         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
7177 }
7178
7179 /**
7180  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
7181  * @cpu: the processor in question.
7182  *
7183  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7184  */
7185 int idle_cpu(int cpu)
7186 {
7187         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7188
7189         if (rq->curr != rq->idle)
7190                 return 0;
7191
7192         if (rq->nr_running)
7193                 return 0;
7194
7195 #ifdef CONFIG_SMP
7196         if (rq->ttwu_pending)
7197                 return 0;
7198 #endif
7199
7200         return 1;
7201 }
7202
7203 /**
7204  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
7205  * @cpu: the CPU in question.
7206  *
7207  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7208  */
7209 int available_idle_cpu(int cpu)
7210 {
7211         if (!idle_cpu(cpu))
7212                 return 0;
7213
7214         if (vcpu_is_preempted(cpu))
7215                 return 0;
7216
7217         return 1;
7218 }
7219
7220 /**
7221  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
7222  * @cpu: the processor in question.
7223  *
7224  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
7225  */
7226 struct task_struct *idle_task(int cpu)
7227 {
7228         return cpu_rq(cpu)->idle;
7229 }
7230
7231 #ifdef CONFIG_SMP
7232 /*
7233  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
7234  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
7235  *
7236  * The scheduler tracks the following metrics:
7237  *
7238  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
7239  *   cpu_bw_dl()
7240  *
7241  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
7242  * synchronized windows and are thus directly comparable.
7243  *
7244  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
7245  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
7246  * in the irq utilization.
7247  *
7248  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
7249  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
7250  * required to meet deadlines.
7251  */
7252 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
7253                                  enum cpu_util_type type,
7254                                  struct task_struct *p)
7255 {
7256         unsigned long dl_util, util, irq, max;
7257         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7258
7259         max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7260
7261         if (!uclamp_is_used() &&
7262             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
7263                 return max;
7264         }
7265
7266         /*
7267          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
7268          * because of inaccuracies in how we track these -- see
7269          * update_irq_load_avg().
7270          */
7271         irq = cpu_util_irq(rq);
7272         if (unlikely(irq >= max))
7273                 return max;
7274
7275         /*
7276          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
7277          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
7278          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
7279          * to obtain the CPU's actual utilization.
7280          *
7281          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
7282          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
7283          * tasks.
7284          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
7285          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
7286          */
7287         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
7288         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7289                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
7290
7291         dl_util = cpu_util_dl(rq);
7292
7293         /*
7294          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
7295          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
7296          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
7297          * that we select f_max when there is no idle time.
7298          *
7299          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
7300          * saturation when we should -- something for later.
7301          */
7302         if (util + dl_util >= max)
7303                 return max;
7304
7305         /*
7306          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
7307          * include util_dl and ignore dl_bw.
7308          */
7309         if (type == ENERGY_UTIL)
7310                 util += dl_util;
7311
7312         /*
7313          * There is still idle time; further improve the number by using the
7314          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
7315          * need to scale the task numbers:
7316          *
7317          *              max - irq
7318          *   U' = irq + --------- * U
7319          *                 max
7320          */
7321         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
7322         util += irq;
7323
7324         /*
7325          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
7326          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
7327          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
7328          * periods of time.
7329          *
7330          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
7331          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
7332          * an interface. So, we only do the latter for now.
7333          */
7334         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7335                 util += cpu_bw_dl(rq);
7336
7337         return min(max, util);
7338 }
7339
7340 unsigned long sched_cpu_util(int cpu)
7341 {
7342         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu), ENERGY_UTIL, NULL);
7343 }
7344 #endif /* CONFIG_SMP */
7345
7346 /**
7347  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
7348  * @pid: the pid in question.
7349  *
7350  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
7351  */
7352 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
7353 {
7354         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
7355 }
7356
7357 /*
7358  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7359  * it calls know not to change it.
7360  */
7361 #define SETPARAM_POLICY -1
7362
7363 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7364                 const struct sched_attr *attr)
7365 {
7366         int policy = attr->sched_policy;
7367
7368         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7369                 policy = p->policy;
7370
7371         p->policy = policy;
7372
7373         if (dl_policy(policy))
7374                 __setparam_dl(p, attr);
7375         else if (fair_policy(policy))
7376                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7377
7378         /*
7379          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7380          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7381          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7382          */
7383         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7384         p->normal_prio = normal_prio(p);
7385         set_load_weight(p, true);
7386 }
7387
7388 /*
7389  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7390  */
7391 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7392 {
7393         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7394         bool match;
7395
7396         rcu_read_lock();
7397         pcred = __task_cred(p);
7398         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7399                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7400         rcu_read_unlock();
7401         return match;
7402 }
7403
7404 /*
7405  * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority.
7406  * Only issue a capable test if needed and only once to avoid an audit
7407  * event on permitted non-privileged operations:
7408  */
7409 static int user_check_sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7410                                          const struct sched_attr *attr,
7411                                          int policy, int reset_on_fork)
7412 {
7413         if (fair_policy(policy)) {
7414                 if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7415                     !is_nice_reduction(p, attr->sched_nice))
7416                         goto req_priv;
7417         }
7418
7419         if (rt_policy(policy)) {
7420                 unsigned long rlim_rtprio = task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7421
7422                 /* Can't set/change the rt policy: */
7423                 if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7424                         goto req_priv;
7425
7426                 /* Can't increase priority: */
7427                 if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7428                     attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7429                         goto req_priv;
7430         }
7431
7432         /*
7433          * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7434          * (safest behavior); in the future we would like to allow
7435          * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7436          * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7437          */
7438         if (dl_policy(policy))
7439                 goto req_priv;
7440
7441         /*
7442          * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7443          * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7444          */
7445         if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7446                 if (!is_nice_reduction(p, task_nice(p)))
7447                         goto req_priv;
7448         }
7449
7450         /* Can't change other user's priorities: */
7451         if (!check_same_owner(p))
7452                 goto req_priv;
7453
7454         /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7455         if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7456                 goto req_priv;
7457
7458         return 0;
7459
7460 req_priv:
7461         if (!capable(CAP_SYS_NICE))
7462                 return -EPERM;
7463
7464         return 0;
7465 }
7466
7467 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7468                                 const struct sched_attr *attr,
7469                                 bool user, bool pi)
7470 {
7471         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7472         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7473         const struct sched_class *prev_class;
7474         struct balance_callback *head;
7475         struct rq_flags rf;
7476         int reset_on_fork;
7477         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7478         struct rq *rq;
7479
7480         /* The pi code expects interrupts enabled */
7481         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7482 recheck:
7483         /* Double check policy once rq lock held: */
7484         if (policy < 0) {
7485                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7486                 policy = oldpolicy = p->policy;
7487         } else {
7488                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7489
7490                 if (!valid_policy(policy))
7491                         return -EINVAL;
7492         }
7493
7494         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7495                 return -EINVAL;
7496
7497         /*
7498          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7499          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7500          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7501          */
7502         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7503                 return -EINVAL;
7504         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7505             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7506                 return -EINVAL;
7507
7508         if (user) {
7509                 retval = user_check_sched_setscheduler(p, attr, policy, reset_on_fork);
7510                 if (retval)
7511                         return retval;
7512
7513                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7514                         return -EINVAL;
7515
7516                 retval = security_task_setscheduler(p);
7517                 if (retval)
7518                         return retval;
7519         }
7520
7521         /* Update task specific "requested" clamps */
7522         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7523                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7524                 if (retval)
7525                         return retval;
7526         }
7527
7528         if (pi)
7529                 cpuset_read_lock();
7530
7531         /*
7532          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7533          * changing the priority of the task:
7534          *
7535          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7536          * runqueue lock must be held.
7537          */
7538         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7539         update_rq_clock(rq);
7540
7541         /*
7542          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7543          */
7544         if (p == rq->stop) {
7545                 retval = -EINVAL;
7546                 goto unlock;
7547         }
7548
7549         /*
7550          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7551          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7552          */
7553         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7554                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7555                         goto change;
7556                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7557                         goto change;
7558                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7559                         goto change;
7560                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7561                         goto change;
7562
7563                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7564                 retval = 0;
7565                 goto unlock;
7566         }
7567 change:
7568
7569         if (user) {
7570 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7571                 /*
7572                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7573                  * assigned.
7574                  */
7575                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7576                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7577                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7578                         retval = -EPERM;
7579                         goto unlock;
7580                 }
7581 #endif
7582 #ifdef CONFIG_SMP
7583                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7584                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7585                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7586
7587                         /*
7588                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7589                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7590                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7591                          */
7592                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7593                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7594                                 retval = -EPERM;
7595                                 goto unlock;
7596                         }
7597                 }
7598 #endif
7599         }
7600
7601         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7602         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7603                 policy = oldpolicy = -1;
7604                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7605                 if (pi)
7606                         cpuset_read_unlock();
7607                 goto recheck;
7608         }
7609
7610         /*
7611          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7612          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7613          * is available.
7614          */
7615         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7616                 retval = -EBUSY;
7617                 goto unlock;
7618         }
7619
7620         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7621         oldprio = p->prio;
7622
7623         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7624         if (pi) {
7625                 /*
7626                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7627                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7628                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7629                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7630                  * itself.
7631                  */
7632                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7633                 if (newprio == oldprio)
7634                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7635         }
7636
7637         queued = task_on_rq_queued(p);
7638         running = task_current(rq, p);
7639         if (queued)
7640                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7641         if (running)
7642                 put_prev_task(rq, p);
7643
7644         prev_class = p->sched_class;
7645
7646         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7647                 __setscheduler_params(p, attr);
7648                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7649         }
7650         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7651
7652         if (queued) {
7653                 /*
7654                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7655                  * increased (user space view).
7656                  */
7657                 if (oldprio < p->prio)
7658                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7659
7660                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7661         }
7662         if (running)
7663                 set_next_task(rq, p);
7664
7665         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7666
7667         /* Avoid rq from going away on us: */
7668         preempt_disable();
7669         head = splice_balance_callbacks(rq);
7670         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7671
7672         if (pi) {
7673                 cpuset_read_unlock();
7674                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7675         }
7676
7677         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7678         balance_callbacks(rq, head);
7679         preempt_enable();
7680
7681         return 0;
7682
7683 unlock:
7684         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7685         if (pi)
7686                 cpuset_read_unlock();
7687         return retval;
7688 }
7689
7690 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7691                                const struct sched_param *param, bool check)
7692 {
7693         struct sched_attr attr = {
7694                 .sched_policy   = policy,
7695                 .sched_priority = param->sched_priority,
7696                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7697         };
7698
7699         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7700         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7701                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7702                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7703                 attr.sched_policy = policy;
7704         }
7705
7706         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7707 }
7708 /**
7709  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7710  * @p: the task in question.
7711  * @policy: new policy.
7712  * @param: structure containing the new RT priority.
7713  *
7714  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7715  *
7716  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7717  *
7718  * NOTE that the task may be already dead.
7719  */
7720 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7721                        const struct sched_param *param)
7722 {
7723         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7724 }
7725
7726 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7727 {
7728         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7729 }
7730
7731 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7732 {
7733         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7734 }
7735 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7736
7737 /**
7738  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7739  * @p: the task in question.
7740  * @policy: new policy.
7741  * @param: structure containing the new RT priority.
7742  *
7743  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7744  * current context has permission.  For example, this is needed in
7745  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7746  * but our caller might not have that capability.
7747  *
7748  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7749  */
7750 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7751                                const struct sched_param *param)
7752 {
7753         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7754 }
7755
7756 /*
7757  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7758  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7759  * be doing.
7760  *
7761  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7762  *
7763  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7764  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7765  * and smash them together and still expect them to work.
7766  *
7767  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7768  *
7769  *   MAX_RT_PRIO / 2
7770  *
7771  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7772  * know enough information to make a sensible choice.
7773  */
7774 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7775 {
7776         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7777         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7778 }
7779 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7780
7781 /*
7782  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7783  */
7784 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7785 {
7786         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7787         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7788 }
7789 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7790
7791 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7792 {
7793         struct sched_attr attr = {
7794                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7795                 .sched_nice = nice,
7796         };
7797         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7798 }
7799 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7800
7801 static int
7802 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7803 {
7804         struct sched_param lparam;
7805         struct task_struct *p;
7806         int retval;
7807
7808         if (!param || pid < 0)
7809                 return -EINVAL;
7810         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7811                 return -EFAULT;
7812
7813         rcu_read_lock();
7814         retval = -ESRCH;
7815         p = find_process_by_pid(pid);
7816         if (likely(p))
7817                 get_task_struct(p);
7818         rcu_read_unlock();
7819
7820         if (likely(p)) {
7821                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7822                 put_task_struct(p);
7823         }
7824
7825         return retval;
7826 }
7827
7828 /*
7829  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7830  */
7831 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7832 {
7833         u32 size;
7834         int ret;
7835
7836         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7837         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7838
7839         ret = get_user(size, &uattr->size);
7840         if (ret)
7841                 return ret;
7842
7843         /* ABI compatibility quirk: */
7844         if (!size)
7845                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7846         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7847                 goto err_size;
7848
7849         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7850         if (ret) {
7851                 if (ret == -E2BIG)
7852                         goto err_size;
7853                 return ret;
7854         }
7855
7856         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7857             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7858                 return -EINVAL;
7859
7860         /*
7861          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7862          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7863          */
7864         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7865
7866         return 0;
7867
7868 err_size:
7869         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7870         return -E2BIG;
7871 }
7872
7873 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
7874 {
7875         if (task_has_dl_policy(p))
7876                 __getparam_dl(p, attr);
7877         else if (task_has_rt_policy(p))
7878                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
7879         else
7880                 attr->sched_nice = task_nice(p);
7881 }
7882
7883 /**
7884  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7885  * @pid: the pid in question.
7886  * @policy: new policy.
7887  * @param: structure containing the new RT priority.
7888  *
7889  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7890  */
7891 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7892 {
7893         if (policy < 0)
7894                 return -EINVAL;
7895
7896         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7897 }
7898
7899 /**
7900  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7901  * @pid: the pid in question.
7902  * @param: structure containing the new RT priority.
7903  *
7904  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7905  */
7906 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7907 {
7908         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7909 }
7910
7911 /**
7912  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7913  * @pid: the pid in question.
7914  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7915  * @flags: for future extension.
7916  */
7917 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7918                                unsigned int, flags)
7919 {
7920         struct sched_attr attr;
7921         struct task_struct *p;
7922         int retval;
7923
7924         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7925                 return -EINVAL;
7926
7927         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7928         if (retval)
7929                 return retval;
7930
7931         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7932                 return -EINVAL;
7933         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7934                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7935
7936         rcu_read_lock();
7937         retval = -ESRCH;
7938         p = find_process_by_pid(pid);
7939         if (likely(p))
7940                 get_task_struct(p);
7941         rcu_read_unlock();
7942
7943         if (likely(p)) {
7944                 if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
7945                         get_params(p, &attr);
7946                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7947                 put_task_struct(p);
7948         }
7949
7950         return retval;
7951 }
7952
7953 /**
7954  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7955  * @pid: the pid in question.
7956  *
7957  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7958  * code.
7959  */
7960 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7961 {
7962         struct task_struct *p;
7963         int retval;
7964
7965         if (pid < 0)
7966                 return -EINVAL;
7967
7968         retval = -ESRCH;
7969         rcu_read_lock();
7970         p = find_process_by_pid(pid);
7971         if (p) {
7972                 retval = security_task_getscheduler(p);
7973                 if (!retval)
7974                         retval = p->policy
7975                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7976         }
7977         rcu_read_unlock();
7978         return retval;
7979 }
7980
7981 /**
7982  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7983  * @pid: the pid in question.
7984  * @param: structure containing the RT priority.
7985  *
7986  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7987  * code.
7988  */
7989 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7990 {
7991         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7992         struct task_struct *p;
7993         int retval;
7994
7995         if (!param || pid < 0)
7996                 return -EINVAL;
7997
7998         rcu_read_lock();
7999         p = find_process_by_pid(pid);
8000         retval = -ESRCH;
8001         if (!p)
8002                 goto out_unlock;
8003
8004         retval = security_task_getscheduler(p);
8005         if (retval)
8006                 goto out_unlock;
8007
8008         if (task_has_rt_policy(p))
8009                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
8010         rcu_read_unlock();
8011
8012         /*
8013          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
8014          */
8015         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
8016
8017         return retval;
8018
8019 out_unlock:
8020         rcu_read_unlock();
8021         return retval;
8022 }
8023
8024 /*
8025  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
8026  * than what user-space knows about) to user-space.
8027  *
8028  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
8029  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
8030  * have the same size.
8031  */
8032 static int
8033 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
8034                         struct sched_attr *kattr,
8035                         unsigned int usize)
8036 {
8037         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
8038
8039         if (!access_ok(uattr, usize))
8040                 return -EFAULT;
8041
8042         /*
8043          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
8044          *
8045          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
8046          *
8047          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
8048          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
8049          *
8050          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
8051          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
8052          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
8053          * which is set to ksize in this case.
8054          */
8055         kattr->size = min(usize, ksize);
8056
8057         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
8058                 return -EFAULT;
8059
8060         return 0;
8061 }
8062
8063 /**
8064  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
8065  * @pid: the pid in question.
8066  * @uattr: structure containing the extended parameters.
8067  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
8068  * @flags: for future extension.
8069  */
8070 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
8071                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
8072 {
8073         struct sched_attr kattr = { };
8074         struct task_struct *p;
8075         int retval;
8076
8077         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
8078             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
8079                 return -EINVAL;
8080
8081         rcu_read_lock();
8082         p = find_process_by_pid(pid);
8083         retval = -ESRCH;
8084         if (!p)
8085                 goto out_unlock;
8086
8087         retval = security_task_getscheduler(p);
8088         if (retval)
8089                 goto out_unlock;
8090
8091         kattr.sched_policy = p->policy;
8092         if (p->sched_reset_on_fork)
8093                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
8094         get_params(p, &kattr);
8095         kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
8096
8097 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
8098         /*
8099          * This could race with another potential updater, but this is fine
8100          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
8101          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
8102          */
8103         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
8104         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
8105 #endif
8106
8107         rcu_read_unlock();
8108
8109         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
8110
8111 out_unlock:
8112         rcu_read_unlock();
8113         return retval;
8114 }
8115
8116 #ifdef CONFIG_SMP
8117 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8118 {
8119         int ret = 0;
8120
8121         /*
8122          * If the task isn't a deadline task or admission control is
8123          * disabled then we don't care about affinity changes.
8124          */
8125         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
8126                 return 0;
8127
8128         /*
8129          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
8130          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
8131          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
8132          * root_domain.
8133          */
8134         rcu_read_lock();
8135         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
8136                 ret = -EBUSY;
8137         rcu_read_unlock();
8138         return ret;
8139 }
8140 #endif
8141
8142 static int
8143 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
8144 {
8145         int retval;
8146         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
8147
8148         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
8149                 return -ENOMEM;
8150
8151         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
8152                 retval = -ENOMEM;
8153                 goto out_free_cpus_allowed;
8154         }
8155
8156         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8157         cpumask_and(new_mask, ctx->new_mask, cpus_allowed);
8158
8159         ctx->new_mask = new_mask;
8160         ctx->flags |= SCA_CHECK;
8161
8162         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
8163         if (retval)
8164                 goto out_free_new_mask;
8165
8166         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, ctx);
8167         if (retval)
8168                 goto out_free_new_mask;
8169
8170         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8171         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
8172                 /*
8173                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
8174                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
8175                  */
8176                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8177
8178                 /*
8179                  * If SCA_USER is set, a 2nd call to __set_cpus_allowed_ptr()
8180                  * will restore the previous user_cpus_ptr value.
8181                  *
8182                  * In the unlikely event a previous user_cpus_ptr exists,
8183                  * we need to further restrict the mask to what is allowed
8184                  * by that old user_cpus_ptr.
8185                  */
8186                 if (unlikely((ctx->flags & SCA_USER) && ctx->user_mask)) {
8187                         bool empty = !cpumask_and(new_mask, new_mask,
8188                                                   ctx->user_mask);
8189
8190                         if (WARN_ON_ONCE(empty))
8191                                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8192                 }
8193                 __set_cpus_allowed_ptr(p, ctx);
8194                 retval = -EINVAL;
8195         }
8196
8197 out_free_new_mask:
8198         free_cpumask_var(new_mask);
8199 out_free_cpus_allowed:
8200         free_cpumask_var(cpus_allowed);
8201         return retval;
8202 }
8203
8204 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
8205 {
8206         struct affinity_context ac;
8207         struct cpumask *user_mask;
8208         struct task_struct *p;
8209         int retval;
8210
8211         rcu_read_lock();
8212
8213         p = find_process_by_pid(pid);
8214         if (!p) {
8215                 rcu_read_unlock();
8216                 return -ESRCH;
8217         }
8218
8219         /* Prevent p going away */
8220         get_task_struct(p);
8221         rcu_read_unlock();
8222
8223         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8224                 retval = -EINVAL;
8225                 goto out_put_task;
8226         }
8227
8228         if (!check_same_owner(p)) {
8229                 rcu_read_lock();
8230                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
8231                         rcu_read_unlock();
8232                         retval = -EPERM;
8233                         goto out_put_task;
8234                 }
8235                 rcu_read_unlock();
8236         }
8237
8238         retval = security_task_setscheduler(p);
8239         if (retval)
8240                 goto out_put_task;
8241
8242         user_mask = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
8243         if (!user_mask) {
8244                 retval = -ENOMEM;
8245                 goto out_put_task;
8246         }
8247         cpumask_copy(user_mask, in_mask);
8248         ac = (struct affinity_context){
8249                 .new_mask  = in_mask,
8250                 .user_mask = user_mask,
8251                 .flags     = SCA_USER,
8252         };
8253
8254         retval = __sched_setaffinity(p, &ac);
8255         kfree(ac.user_mask);
8256
8257 out_put_task:
8258         put_task_struct(p);
8259         return retval;
8260 }
8261
8262 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
8263                              struct cpumask *new_mask)
8264 {
8265         if (len < cpumask_size())
8266                 cpumask_clear(new_mask);
8267         else if (len > cpumask_size())
8268                 len = cpumask_size();
8269
8270         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
8271 }
8272
8273 /**
8274  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
8275  * @pid: pid of the process
8276  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8277  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
8278  *
8279  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8280  */
8281 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8282                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8283 {
8284         cpumask_var_t new_mask;
8285         int retval;
8286
8287         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
8288                 return -ENOMEM;
8289
8290         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
8291         if (retval == 0)
8292                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
8293         free_cpumask_var(new_mask);
8294         return retval;
8295 }
8296
8297 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
8298 {
8299         struct task_struct *p;
8300         unsigned long flags;
8301         int retval;
8302
8303         rcu_read_lock();
8304
8305         retval = -ESRCH;
8306         p = find_process_by_pid(pid);
8307         if (!p)
8308                 goto out_unlock;
8309
8310         retval = security_task_getscheduler(p);
8311         if (retval)
8312                 goto out_unlock;
8313
8314         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
8315         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
8316         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
8317
8318 out_unlock:
8319         rcu_read_unlock();
8320
8321         return retval;
8322 }
8323
8324 /**
8325  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
8326  * @pid: pid of the process
8327  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8328  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
8329  *
8330  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
8331  * error code otherwise.
8332  */
8333 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8334                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8335 {
8336         int ret;
8337         cpumask_var_t mask;
8338
8339         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
8340                 return -EINVAL;
8341         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
8342                 return -EINVAL;
8343
8344         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
8345                 return -ENOMEM;
8346
8347         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
8348         if (ret == 0) {
8349                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
8350
8351                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
8352                         ret = -EFAULT;
8353                 else
8354                         ret = retlen;
8355         }
8356         free_cpumask_var(mask);
8357
8358         return ret;
8359 }
8360
8361 static void do_sched_yield(void)
8362 {
8363         struct rq_flags rf;
8364         struct rq *rq;
8365
8366         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
8367
8368         schedstat_inc(rq->yld_count);
8369         current->sched_class->yield_task(rq);
8370
8371         preempt_disable();
8372         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8373         sched_preempt_enable_no_resched();
8374
8375         schedule();
8376 }
8377
8378 /**
8379  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
8380  *
8381  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
8382  * other threads running on this CPU then this function will return.
8383  *
8384  * Return: 0.
8385  */
8386 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
8387 {
8388         do_sched_yield();
8389         return 0;
8390 }
8391
8392 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
8393 int __sched __cond_resched(void)
8394 {
8395         if (should_resched(0)) {
8396                 preempt_schedule_common();
8397                 return 1;
8398         }
8399         /*
8400          * In preemptible kernels, ->rcu_read_lock_nesting tells the tick
8401          * whether the current CPU is in an RCU read-side critical section,
8402          * so the tick can report quiescent states even for CPUs looping
8403          * in kernel context.  In contrast, in non-preemptible kernels,
8404          * RCU readers leave no in-memory hints, which means that CPU-bound
8405          * processes executing in kernel context might never report an
8406          * RCU quiescent state.  Therefore, the following code causes
8407          * cond_resched() to report a quiescent state, but only when RCU
8408          * is in urgent need of one.
8409          */
8410 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
8411         rcu_all_qs();
8412 #endif
8413         return 0;
8414 }
8415 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
8416 #endif
8417
8418 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8419 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8420 #define cond_resched_dynamic_enabled    __cond_resched
8421 #define cond_resched_dynamic_disabled   ((void *)&__static_call_return0)
8422 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8423 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8424
8425 #define might_resched_dynamic_enabled   __cond_resched
8426 #define might_resched_dynamic_disabled  ((void *)&__static_call_return0)
8427 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8428 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8429 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8430 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_cond_resched);
8431 int __sched dynamic_cond_resched(void)
8432 {
8433         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_cond_resched))
8434                 return 0;
8435         return __cond_resched();
8436 }
8437 EXPORT_SYMBOL(dynamic_cond_resched);
8438
8439 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_might_resched);
8440 int __sched dynamic_might_resched(void)
8441 {
8442         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_might_resched))
8443                 return 0;
8444         return __cond_resched();
8445 }
8446 EXPORT_SYMBOL(dynamic_might_resched);
8447 #endif
8448 #endif
8449
8450 /*
8451  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8452  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8453  *
8454  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8455  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8456  * spin_unlock(), once by hand).
8457  */
8458 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8459 {
8460         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8461         int ret = 0;
8462
8463         lockdep_assert_held(lock);
8464
8465         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8466                 spin_unlock(lock);
8467                 if (!_cond_resched())
8468                         cpu_relax();
8469                 ret = 1;
8470                 spin_lock(lock);
8471         }
8472         return ret;
8473 }
8474 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8475
8476 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8477 {
8478         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8479         int ret = 0;
8480
8481         lockdep_assert_held_read(lock);
8482
8483         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8484                 read_unlock(lock);
8485                 if (!_cond_resched())
8486                         cpu_relax();
8487                 ret = 1;
8488                 read_lock(lock);
8489         }
8490         return ret;
8491 }
8492 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8493
8494 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8495 {
8496         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8497         int ret = 0;
8498
8499         lockdep_assert_held_write(lock);
8500
8501         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8502                 write_unlock(lock);
8503                 if (!_cond_resched())
8504                         cpu_relax();
8505                 ret = 1;
8506                 write_lock(lock);
8507         }
8508         return ret;
8509 }
8510 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8511
8512 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8513
8514 #ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
8515 #include <linux/entry-common.h>
8516 #endif
8517
8518 /*
8519  * SC:cond_resched
8520  * SC:might_resched
8521  * SC:preempt_schedule
8522  * SC:preempt_schedule_notrace
8523  * SC:irqentry_exit_cond_resched
8524  *
8525  *
8526  * NONE:
8527  *   cond_resched               <- __cond_resched
8528  *   might_resched              <- RET0
8529  *   preempt_schedule           <- NOP
8530  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8531  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8532  *
8533  * VOLUNTARY:
8534  *   cond_resched               <- __cond_resched
8535  *   might_resched              <- __cond_resched
8536  *   preempt_schedule           <- NOP
8537  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8538  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8539  *
8540  * FULL:
8541  *   cond_resched               <- RET0
8542  *   might_resched              <- RET0
8543  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
8544  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
8545  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
8546  */
8547
8548 enum {
8549         preempt_dynamic_undefined = -1,
8550         preempt_dynamic_none,
8551         preempt_dynamic_voluntary,
8552         preempt_dynamic_full,
8553 };
8554
8555 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_undefined;
8556
8557 int sched_dynamic_mode(const char *str)
8558 {
8559         if (!strcmp(str, "none"))
8560                 return preempt_dynamic_none;
8561
8562         if (!strcmp(str, "voluntary"))
8563                 return preempt_dynamic_voluntary;
8564
8565         if (!strcmp(str, "full"))
8566                 return preempt_dynamic_full;
8567
8568         return -EINVAL;
8569 }
8570
8571 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8572 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_call_update(f, f##_dynamic_enabled)
8573 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_call_update(f, f##_dynamic_disabled)
8574 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8575 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_key_enable(&sk_dynamic_##f.key)
8576 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_key_disable(&sk_dynamic_##f.key)
8577 #else
8578 #error "Unsupported PREEMPT_DYNAMIC mechanism"
8579 #endif
8580
8581 void sched_dynamic_update(int mode)
8582 {
8583         /*
8584          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
8585          * the ZERO state, which is invalid.
8586          */
8587         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8588         preempt_dynamic_enable(might_resched);
8589         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8590         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8591         preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8592
8593         switch (mode) {
8594         case preempt_dynamic_none:
8595                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8596                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8597                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8598                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8599                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8600                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
8601                 break;
8602
8603         case preempt_dynamic_voluntary:
8604                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8605                 preempt_dynamic_enable(might_resched);
8606                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8607                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8608                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8609                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
8610                 break;
8611
8612         case preempt_dynamic_full:
8613                 preempt_dynamic_disable(cond_resched);
8614                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8615                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8616                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8617                 preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8618                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8619                 break;
8620         }
8621
8622         preempt_dynamic_mode = mode;
8623 }
8624
8625 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
8626 {
8627         int mode = sched_dynamic_mode(str);
8628         if (mode < 0) {
8629                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
8630                 return 0;
8631         }
8632
8633         sched_dynamic_update(mode);
8634         return 1;
8635 }
8636 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
8637
8638 static void __init preempt_dynamic_init(void)
8639 {
8640         if (preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined) {
8641                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_NONE)) {
8642                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_none);
8643                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY)) {
8644                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_voluntary);
8645                 } else {
8646                         /* Default static call setting, nothing to do */
8647                         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT));
8648                         preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
8649                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8650                 }
8651         }
8652 }
8653
8654 #define PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(mode) \
8655         bool preempt_model_##mode(void)                                          \
8656         {                                                                        \
8657                 WARN_ON_ONCE(preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined); \
8658                 return preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_##mode;           \
8659         }                                                                        \
8660         EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_model_##mode)
8661
8662 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(none);
8663 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(voluntary);
8664 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(full);
8665
8666 #else /* !CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8667
8668 static inline void preempt_dynamic_init(void) { }
8669
8670 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8671
8672 /**
8673  * yield - yield the current processor to other threads.
8674  *
8675  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8676  *
8677  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8678  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8679  * it, it's already broken.
8680  *
8681  * Typical broken usage is:
8682  *
8683  * while (!event)
8684  *      yield();
8685  *
8686  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8687  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8688  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8689  *
8690  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8691  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8692  * If you still want to use yield(), do not!
8693  */
8694 void __sched yield(void)
8695 {
8696         set_current_state(TASK_RUNNING);
8697         do_sched_yield();
8698 }
8699 EXPORT_SYMBOL(yield);
8700
8701 /**
8702  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8703  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8704  * processor it's on.
8705  * @p: target task
8706  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8707  *
8708  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8709  * can't go away on us before we can do any checks.
8710  *
8711  * Return:
8712  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8713  *      false (0) if we failed to boost the target.
8714  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8715  */
8716 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8717 {
8718         struct task_struct *curr = current;
8719         struct rq *rq, *p_rq;
8720         unsigned long flags;
8721         int yielded = 0;
8722
8723         local_irq_save(flags);
8724         rq = this_rq();
8725
8726 again:
8727         p_rq = task_rq(p);
8728         /*
8729          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8730          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8731          */
8732         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
8733                 yielded = -ESRCH;
8734                 goto out_irq;
8735         }
8736
8737         double_rq_lock(rq, p_rq);
8738         if (task_rq(p) != p_rq) {
8739                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8740                 goto again;
8741         }
8742
8743         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8744                 goto out_unlock;
8745
8746         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8747                 goto out_unlock;
8748
8749         if (task_on_cpu(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8750                 goto out_unlock;
8751
8752         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8753         if (yielded) {
8754                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8755                 /*
8756                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8757                  * fairness.
8758                  */
8759                 if (preempt && rq != p_rq)
8760                         resched_curr(p_rq);
8761         }
8762
8763 out_unlock:
8764         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8765 out_irq:
8766         local_irq_restore(flags);
8767
8768         if (yielded > 0)
8769                 schedule();
8770
8771         return yielded;
8772 }
8773 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8774
8775 int io_schedule_prepare(void)
8776 {
8777         int old_iowait = current->in_iowait;
8778
8779         current->in_iowait = 1;
8780         blk_flush_plug(current->plug, true);
8781         return old_iowait;
8782 }
8783
8784 void io_schedule_finish(int token)
8785 {
8786         current->in_iowait = token;
8787 }
8788
8789 /*
8790  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8791  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8792  */
8793 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8794 {
8795         int token;
8796         long ret;
8797
8798         token = io_schedule_prepare();
8799         ret = schedule_timeout(timeout);
8800         io_schedule_finish(token);
8801
8802         return ret;
8803 }
8804 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8805
8806 void __sched io_schedule(void)
8807 {
8808         int token;
8809
8810         token = io_schedule_prepare();
8811         schedule();
8812         io_schedule_finish(token);
8813 }
8814 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8815
8816 /**
8817  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8818  * @policy: scheduling class.
8819  *
8820  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8821  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8822  * On failure, a negative error code is returned.
8823  */
8824 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8825 {
8826         int ret = -EINVAL;
8827
8828         switch (policy) {
8829         case SCHED_FIFO:
8830         case SCHED_RR:
8831                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8832                 break;
8833         case SCHED_DEADLINE:
8834         case SCHED_NORMAL:
8835         case SCHED_BATCH:
8836         case SCHED_IDLE:
8837                 ret = 0;
8838                 break;
8839         }
8840         return ret;
8841 }
8842
8843 /**
8844  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8845  * @policy: scheduling class.
8846  *
8847  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8848  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8849  * On failure, a negative error code is returned.
8850  */
8851 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8852 {
8853         int ret = -EINVAL;
8854
8855         switch (policy) {
8856         case SCHED_FIFO:
8857         case SCHED_RR:
8858                 ret = 1;
8859                 break;
8860         case SCHED_DEADLINE:
8861         case SCHED_NORMAL:
8862         case SCHED_BATCH:
8863         case SCHED_IDLE:
8864                 ret = 0;
8865         }
8866         return ret;
8867 }
8868
8869 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8870 {
8871         struct task_struct *p;
8872         unsigned int time_slice;
8873         struct rq_flags rf;
8874         struct rq *rq;
8875         int retval;
8876
8877         if (pid < 0)
8878                 return -EINVAL;
8879
8880         retval = -ESRCH;
8881         rcu_read_lock();
8882         p = find_process_by_pid(pid);
8883         if (!p)
8884                 goto out_unlock;
8885
8886         retval = security_task_getscheduler(p);
8887         if (retval)
8888                 goto out_unlock;
8889
8890         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8891         time_slice = 0;
8892         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8893                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8894         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8895
8896         rcu_read_unlock();
8897         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8898         return 0;
8899
8900 out_unlock:
8901         rcu_read_unlock();
8902         return retval;
8903 }
8904
8905 /**
8906  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8907  * @pid: pid of the process.
8908  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8909  *
8910  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8911  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8912  *
8913  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8914  * an error code.
8915  */
8916 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8917                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8918 {
8919         struct timespec64 t;
8920         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8921
8922         if (retval == 0)
8923                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8924
8925         return retval;
8926 }
8927
8928 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8929 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8930                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8931 {
8932         struct timespec64 t;
8933         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8934
8935         if (retval == 0)
8936                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8937         return retval;
8938 }
8939 #endif
8940
8941 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8942 {
8943         unsigned long free = 0;
8944         int ppid;
8945
8946         if (!try_get_task_stack(p))
8947                 return;
8948
8949         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8950
8951         if (task_is_running(p))
8952                 pr_cont("  running task    ");
8953 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8954         free = stack_not_used(p);
8955 #endif
8956         ppid = 0;
8957         rcu_read_lock();
8958         if (pid_alive(p))
8959                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8960         rcu_read_unlock();
8961         pr_cont(" stack:%-5lu pid:%-5d ppid:%-6d flags:0x%08lx\n",
8962                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8963                 read_task_thread_flags(p));
8964
8965         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8966         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8967         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8968         put_task_stack(p);
8969 }
8970 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8971
8972 static inline bool
8973 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8974 {
8975         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
8976
8977         /* no filter, everything matches */
8978         if (!state_filter)
8979                 return true;
8980
8981         /* filter, but doesn't match */
8982         if (!(state & state_filter))
8983                 return false;
8984
8985         /*
8986          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8987          * TASK_KILLABLE).
8988          */
8989         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && (state & TASK_NOLOAD))
8990                 return false;
8991
8992         return true;
8993 }
8994
8995
8996 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
8997 {
8998         struct task_struct *g, *p;
8999
9000         rcu_read_lock();
9001         for_each_process_thread(g, p) {
9002                 /*
9003                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
9004                  * console might take a lot of time:
9005                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
9006                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
9007                  * an IPI.
9008                  */
9009                 touch_nmi_watchdog();
9010                 touch_all_softlockup_watchdogs();
9011                 if (state_filter_match(state_filter, p))
9012                         sched_show_task(p);
9013         }
9014
9015 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9016         if (!state_filter)
9017                 sysrq_sched_debug_show();
9018 #endif
9019         rcu_read_unlock();
9020         /*
9021          * Only show locks if all tasks are dumped:
9022          */
9023         if (!state_filter)
9024                 debug_show_all_locks();
9025 }
9026
9027 /**
9028  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
9029  * @idle: task in question
9030  * @cpu: CPU the idle task belongs to
9031  *
9032  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
9033  * flag, to make booting more robust.
9034  */
9035 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
9036 {
9037 #ifdef CONFIG_SMP
9038         struct affinity_context ac = (struct affinity_context) {
9039                 .new_mask  = cpumask_of(cpu),
9040                 .flags     = 0,
9041         };
9042 #endif
9043         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9044         unsigned long flags;
9045
9046         __sched_fork(0, idle);
9047
9048         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
9049         raw_spin_rq_lock(rq);
9050
9051         idle->__state = TASK_RUNNING;
9052         idle->se.exec_start = sched_clock();
9053         /*
9054          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
9055          * look like a proper per-CPU kthread.
9056          */
9057         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
9058         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
9059
9060 #ifdef CONFIG_SMP
9061         /*
9062          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
9063          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
9064          *
9065          * And since this is boot we can forgo the serialization.
9066          */
9067         set_cpus_allowed_common(idle, &ac);
9068 #endif
9069         /*
9070          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
9071          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
9072          * lockdep check in task_group() will fail.
9073          *
9074          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
9075          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
9076          *
9077          * Silence PROVE_RCU
9078          */
9079         rcu_read_lock();
9080         __set_task_cpu(idle, cpu);
9081         rcu_read_unlock();
9082
9083         rq->idle = idle;
9084         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
9085         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
9086 #ifdef CONFIG_SMP
9087         idle->on_cpu = 1;
9088 #endif
9089         raw_spin_rq_unlock(rq);
9090         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
9091
9092         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
9093         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
9094
9095         /*
9096          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
9097          */
9098         idle->sched_class = &idle_sched_class;
9099         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
9100         vtime_init_idle(idle, cpu);
9101 #ifdef CONFIG_SMP
9102         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
9103 #endif
9104 }
9105
9106 #ifdef CONFIG_SMP
9107
9108 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
9109                               const struct cpumask *trial)
9110 {
9111         int ret = 1;
9112
9113         if (cpumask_empty(cur))
9114                 return ret;
9115
9116         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
9117
9118         return ret;
9119 }
9120
9121 int task_can_attach(struct task_struct *p,
9122                     const struct cpumask *cs_effective_cpus)
9123 {
9124         int ret = 0;
9125
9126         /*
9127          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
9128          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
9129          * affinity and isolating such threads by their set of
9130          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
9131          * applicable for such threads.  This prevents checking for
9132          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
9133          * before cpus_mask may be changed.
9134          */
9135         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
9136                 ret = -EINVAL;
9137                 goto out;
9138         }
9139
9140         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
9141                                               cs_effective_cpus)) {
9142                 int cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_effective_cpus);
9143
9144                 if (unlikely(cpu >= nr_cpu_ids))
9145                         return -EINVAL;
9146                 ret = dl_cpu_busy(cpu, p);
9147         }
9148
9149 out:
9150         return ret;
9151 }
9152
9153 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
9154
9155 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9156 /* Migrate current task p to target_cpu */
9157 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
9158 {
9159         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
9160         int curr_cpu = task_cpu(p);
9161
9162         if (curr_cpu == target_cpu)
9163                 return 0;
9164
9165         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
9166                 return -EINVAL;
9167
9168         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
9169
9170         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
9171         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
9172 }
9173
9174 /*
9175  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
9176  * tasks on the runqueues
9177  */
9178 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
9179 {
9180         bool queued, running;
9181         struct rq_flags rf;
9182         struct rq *rq;
9183
9184         rq = task_rq_lock(p, &rf);
9185         queued = task_on_rq_queued(p);
9186         running = task_current(rq, p);
9187
9188         if (queued)
9189                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
9190         if (running)
9191                 put_prev_task(rq, p);
9192
9193         p->numa_preferred_nid = nid;
9194
9195         if (queued)
9196                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
9197         if (running)
9198                 set_next_task(rq, p);
9199         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
9200 }
9201 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9202
9203 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9204 /*
9205  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
9206  * offline.
9207  */
9208 void idle_task_exit(void)
9209 {
9210         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
9211
9212         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
9213         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
9214
9215         if (mm != &init_mm) {
9216                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
9217                 finish_arch_post_lock_switch();
9218         }
9219
9220         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
9221 }
9222
9223 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
9224 {
9225         struct task_struct *p = arg;
9226         struct rq *rq = this_rq();
9227         struct rq_flags rf;
9228         int cpu;
9229
9230         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
9231         rq_lock(rq, &rf);
9232
9233         update_rq_clock(rq);
9234
9235         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
9236                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
9237                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
9238         }
9239
9240         rq_unlock(rq, &rf);
9241         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
9242
9243         put_task_struct(p);
9244
9245         return 0;
9246 }
9247
9248 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
9249
9250 /*
9251  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
9252  *
9253  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
9254  * effective when the hotplug motion is down.
9255  */
9256 static void balance_push(struct rq *rq)
9257 {
9258         struct task_struct *push_task = rq->curr;
9259
9260         lockdep_assert_rq_held(rq);
9261
9262         /*
9263          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
9264          */
9265         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9266
9267         /*
9268          * Only active while going offline and when invoked on the outgoing
9269          * CPU.
9270          */
9271         if (!cpu_dying(rq->cpu) || rq != this_rq())
9272                 return;
9273
9274         /*
9275          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
9276          * required to complete the hotplug process.
9277          */
9278         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
9279             is_migration_disabled(push_task)) {
9280
9281                 /*
9282                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
9283                  * up the hotplug control thread which might wait for the
9284                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
9285                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
9286                  * and can't obviously be running in parallel.
9287                  *
9288                  * On RT kernels this also has to check whether there are
9289                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
9290                  * need to leave the migrate disabled section first.
9291                  */
9292                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
9293                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
9294                         raw_spin_rq_unlock(rq);
9295                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
9296                         raw_spin_rq_lock(rq);
9297                 }
9298                 return;
9299         }
9300
9301         get_task_struct(push_task);
9302         /*
9303          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
9304          * Both preemption and IRQs are still disabled.
9305          */
9306         raw_spin_rq_unlock(rq);
9307         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
9308                             this_cpu_ptr(&push_work));
9309         /*
9310          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
9311          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
9312          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
9313          */
9314         raw_spin_rq_lock(rq);
9315 }
9316
9317 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
9318 {
9319         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9320         struct rq_flags rf;
9321
9322         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9323         if (on) {
9324                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
9325                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9326         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
9327                 rq->balance_callback = NULL;
9328         }
9329         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9330 }
9331
9332 /*
9333  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
9334  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
9335  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
9336  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
9337  */
9338 static void balance_hotplug_wait(void)
9339 {
9340         struct rq *rq = this_rq();
9341
9342         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
9343                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
9344                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
9345 }
9346
9347 #else
9348
9349 static inline void balance_push(struct rq *rq)
9350 {
9351 }
9352
9353 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
9354 {
9355 }
9356
9357 static inline void balance_hotplug_wait(void)
9358 {
9359 }
9360
9361 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
9362
9363 void set_rq_online(struct rq *rq)
9364 {
9365         if (!rq->online) {
9366                 const struct sched_class *class;
9367
9368                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9369                 rq->online = 1;
9370
9371                 for_each_class(class) {
9372                         if (class->rq_online)
9373                                 class->rq_online(rq);
9374                 }
9375         }
9376 }
9377
9378 void set_rq_offline(struct rq *rq)
9379 {
9380         if (rq->online) {
9381                 const struct sched_class *class;
9382
9383                 for_each_class(class) {
9384                         if (class->rq_offline)
9385                                 class->rq_offline(rq);
9386                 }
9387
9388                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9389                 rq->online = 0;
9390         }
9391 }
9392
9393 /*
9394  * used to mark begin/end of suspend/resume:
9395  */
9396 static int num_cpus_frozen;
9397
9398 /*
9399  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
9400  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
9401  * around partition_sched_domains().
9402  *
9403  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
9404  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
9405  */
9406 static void cpuset_cpu_active(void)
9407 {
9408         if (cpuhp_tasks_frozen) {
9409                 /*
9410                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
9411                  * resume sequence. As long as this is not the last online
9412                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
9413                  * domain, ignoring cpusets.
9414                  */
9415                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9416                 if (--num_cpus_frozen)
9417                         return;
9418                 /*
9419                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
9420                  * restore the original sched domains by considering the
9421                  * cpuset configurations.
9422                  */
9423                 cpuset_force_rebuild();
9424         }
9425         cpuset_update_active_cpus();
9426 }
9427
9428 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
9429 {
9430         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
9431                 int ret = dl_cpu_busy(cpu, NULL);
9432
9433                 if (ret)
9434                         return ret;
9435                 cpuset_update_active_cpus();
9436         } else {
9437                 num_cpus_frozen++;
9438                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9439         }
9440         return 0;
9441 }
9442
9443 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
9444 {
9445         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9446         struct rq_flags rf;
9447
9448         /*
9449          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
9450          * regular tasks.
9451          */
9452         balance_push_set(cpu, false);
9453
9454 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9455         /*
9456          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
9457          */
9458         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9459                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
9460 #endif
9461         set_cpu_active(cpu, true);
9462
9463         if (sched_smp_initialized) {
9464                 sched_update_numa(cpu, true);
9465                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
9466                 cpuset_cpu_active();
9467         }
9468
9469         /*
9470          * Put the rq online, if not already. This happens:
9471          *
9472          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
9473          *    after all CPUs have been brought up.
9474          *
9475          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
9476          *    domains.
9477          */
9478         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9479         if (rq->rd) {
9480                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9481                 set_rq_online(rq);
9482         }
9483         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9484
9485         return 0;
9486 }
9487
9488 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
9489 {
9490         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9491         struct rq_flags rf;
9492         int ret;
9493
9494         /*
9495          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
9496          * load balancing when not active
9497          */
9498         nohz_balance_exit_idle(rq);
9499
9500         set_cpu_active(cpu, false);
9501
9502         /*
9503          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
9504          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
9505          * push those tasks away until this gets cleared, see
9506          * sched_cpu_dying().
9507          */
9508         balance_push_set(cpu, true);
9509
9510         /*
9511          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
9512          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
9513          * all new such users will observe it.
9514          *
9515          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
9516          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
9517          *
9518          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
9519          */
9520         synchronize_rcu();
9521
9522         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9523         if (rq->rd) {
9524                 update_rq_clock(rq);
9525                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9526                 set_rq_offline(rq);
9527         }
9528         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9529
9530 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9531         /*
9532          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
9533          */
9534         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9535                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
9536
9537         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
9538 #endif
9539
9540         if (!sched_smp_initialized)
9541                 return 0;
9542
9543         sched_update_numa(cpu, false);
9544         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
9545         if (ret) {
9546                 balance_push_set(cpu, false);
9547                 set_cpu_active(cpu, true);
9548                 sched_update_numa(cpu, true);
9549                 return ret;
9550         }
9551         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
9552         return 0;
9553 }
9554
9555 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
9556 {
9557         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9558
9559         rq->calc_load_update = calc_load_update;
9560         update_max_interval();
9561 }
9562
9563 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
9564 {
9565         sched_core_cpu_starting(cpu);
9566         sched_rq_cpu_starting(cpu);
9567         sched_tick_start(cpu);
9568         return 0;
9569 }
9570
9571 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9572
9573 /*
9574  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
9575  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
9576  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
9577  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
9578  * any of those which might be on the way out are gone.
9579  *
9580  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
9581  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
9582  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
9583  */
9584 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
9585 {
9586         balance_hotplug_wait();
9587         return 0;
9588 }
9589
9590 /*
9591  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
9592  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
9593  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
9594  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
9595  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
9596  *
9597  * Also see the comment "Global load-average calculations".
9598  */
9599 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
9600 {
9601         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
9602
9603         if (delta)
9604                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9605 }
9606
9607 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9608 {
9609         struct task_struct *g, *p;
9610         int cpu = cpu_of(rq);
9611
9612         lockdep_assert_rq_held(rq);
9613
9614         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9615         for_each_process_thread(g, p) {
9616                 if (task_cpu(p) != cpu)
9617                         continue;
9618
9619                 if (!task_on_rq_queued(p))
9620                         continue;
9621
9622                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9623         }
9624 }
9625
9626 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9627 {
9628         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9629         struct rq_flags rf;
9630
9631         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9632         sched_tick_stop(cpu);
9633
9634         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9635         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9636                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9637                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9638         }
9639         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9640
9641         calc_load_migrate(rq);
9642         update_max_interval();
9643         hrtick_clear(rq);
9644         sched_core_cpu_dying(cpu);
9645         return 0;
9646 }
9647 #endif
9648
9649 void __init sched_init_smp(void)
9650 {
9651         sched_init_numa(NUMA_NO_NODE);
9652
9653         /*
9654          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9655          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9656          * happen.
9657          */
9658         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9659         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9660         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9661
9662         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9663         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN)) < 0)
9664                 BUG();
9665         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9666         sched_init_granularity();
9667
9668         init_sched_rt_class();
9669         init_sched_dl_class();
9670
9671         sched_smp_initialized = true;
9672 }
9673
9674 static int __init migration_init(void)
9675 {
9676         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9677         return 0;
9678 }
9679 early_initcall(migration_init);
9680
9681 #else
9682 void __init sched_init_smp(void)
9683 {
9684         sched_init_granularity();
9685 }
9686 #endif /* CONFIG_SMP */
9687
9688 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9689 {
9690         return in_lock_functions(addr) ||
9691                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9692                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9693 }
9694
9695 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9696 /*
9697  * Default task group.
9698  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9699  */
9700 struct task_group root_task_group;
9701 LIST_HEAD(task_groups);
9702
9703 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9704 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
9705 #endif
9706
9707 void __init sched_init(void)
9708 {
9709         unsigned long ptr = 0;
9710         int i;
9711
9712         /* Make sure the linker didn't screw up */
9713         BUG_ON(&idle_sched_class != &fair_sched_class + 1 ||
9714                &fair_sched_class != &rt_sched_class + 1 ||
9715                &rt_sched_class   != &dl_sched_class + 1);
9716 #ifdef CONFIG_SMP
9717         BUG_ON(&dl_sched_class != &stop_sched_class + 1);
9718 #endif
9719
9720         wait_bit_init();
9721
9722 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9723         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9724 #endif
9725 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9726         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9727 #endif
9728         if (ptr) {
9729                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9730
9731 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9732                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9733                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9734
9735                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9736                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9737
9738                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9739                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9740 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9741 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9742                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9743                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9744
9745                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9746                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9747
9748 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9749         }
9750
9751         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9752
9753 #ifdef CONFIG_SMP
9754         init_defrootdomain();
9755 #endif
9756
9757 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9758         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9759                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9760 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9761
9762 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9763         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9764
9765         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9766         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9767         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9768         autogroup_init(&init_task);
9769 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9770
9771         for_each_possible_cpu(i) {
9772                 struct rq *rq;
9773
9774                 rq = cpu_rq(i);
9775                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9776                 rq->nr_running = 0;
9777                 rq->calc_load_active = 0;
9778                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9779                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9780                 init_rt_rq(&rq->rt);
9781                 init_dl_rq(&rq->dl);
9782 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9783                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9784                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9785                 /*
9786                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9787                  *
9788                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9789                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9790                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9791                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9792                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9793                  * (se->load.weight).
9794                  *
9795                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9796                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9797                  * then A0's share of the CPU resource is:
9798                  *
9799                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9800                  *
9801                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9802                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9803                  */
9804                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9805 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9806
9807                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9808 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9809                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9810 #endif
9811 #ifdef CONFIG_SMP
9812                 rq->sd = NULL;
9813                 rq->rd = NULL;
9814                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9815                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9816                 rq->active_balance = 0;
9817                 rq->next_balance = jiffies;
9818                 rq->push_cpu = 0;
9819                 rq->cpu = i;
9820                 rq->online = 0;
9821                 rq->idle_stamp = 0;
9822                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9823                 rq->wake_stamp = jiffies;
9824                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9825                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9826
9827                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9828
9829                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9830 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9831                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9832                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9833
9834                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9835 #endif
9836 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9837                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9838 #endif
9839 #endif /* CONFIG_SMP */
9840                 hrtick_rq_init(rq);
9841                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9842
9843 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9844                 rq->core = rq;
9845                 rq->core_pick = NULL;
9846                 rq->core_enabled = 0;
9847                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9848                 rq->core_forceidle_count = 0;
9849                 rq->core_forceidle_occupation = 0;
9850                 rq->core_forceidle_start = 0;
9851
9852                 rq->core_cookie = 0UL;
9853 #endif
9854                 zalloc_cpumask_var_node(&rq->scratch_mask, GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9855         }
9856
9857         set_load_weight(&init_task, false);
9858
9859         /*
9860          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9861          */
9862         mmgrab(&init_mm);
9863         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9864
9865         /*
9866          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
9867          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
9868          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
9869          * kthreads.
9870          */
9871         WARN_ON(!set_kthread_struct(current));
9872
9873         /*
9874          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9875          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9876          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9877          * when this runqueue becomes "idle".
9878          */
9879         init_idle(current, smp_processor_id());
9880
9881         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9882
9883 #ifdef CONFIG_SMP
9884         idle_thread_set_boot_cpu();
9885         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9886 #endif
9887         init_sched_fair_class();
9888
9889         psi_init();
9890
9891         init_uclamp();
9892
9893         preempt_dynamic_init();
9894
9895         scheduler_running = 1;
9896 }
9897
9898 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9899
9900 void __might_sleep(const char *file, int line)
9901 {
9902         unsigned int state = get_current_state();
9903         /*
9904          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9905          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9906          * otherwise we will destroy state.
9907          */
9908         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9909                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9910                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
9911                         (void *)current->task_state_change,
9912                         (void *)current->task_state_change);
9913
9914         __might_resched(file, line, 0);
9915 }
9916 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9917
9918 static void print_preempt_disable_ip(int preempt_offset, unsigned long ip)
9919 {
9920         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT))
9921                 return;
9922
9923         if (preempt_count() == preempt_offset)
9924                 return;
9925
9926         pr_err("Preemption disabled at:");
9927         print_ip_sym(KERN_ERR, ip);
9928 }
9929
9930 static inline bool resched_offsets_ok(unsigned int offsets)
9931 {
9932         unsigned int nested = preempt_count();
9933
9934         nested += rcu_preempt_depth() << MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT;
9935
9936         return nested == offsets;
9937 }
9938
9939 void __might_resched(const char *file, int line, unsigned int offsets)
9940 {
9941         /* Ratelimiting timestamp: */
9942         static unsigned long prev_jiffy;
9943
9944         unsigned long preempt_disable_ip;
9945
9946         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9947         rcu_sleep_check();
9948
9949         if ((resched_offsets_ok(offsets) && !irqs_disabled() &&
9950              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9951             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9952             oops_in_progress)
9953                 return;
9954
9955         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9956                 return;
9957         prev_jiffy = jiffies;
9958
9959         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9960         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9961
9962         pr_err("BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9963                file, line);
9964         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9965                in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9966                current->pid, current->comm);
9967         pr_err("preempt_count: %x, expected: %x\n", preempt_count(),
9968                offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK);
9969
9970         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) {
9971                 pr_err("RCU nest depth: %d, expected: %u\n",
9972                        rcu_preempt_depth(), offsets >> MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT);
9973         }
9974
9975         if (task_stack_end_corrupted(current))
9976                 pr_emerg("Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9977
9978         debug_show_held_locks(current);
9979         if (irqs_disabled())
9980                 print_irqtrace_events(current);
9981
9982         print_preempt_disable_ip(offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK,
9983                                  preempt_disable_ip);
9984
9985         dump_stack();
9986         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9987 }
9988 EXPORT_SYMBOL(__might_resched);
9989
9990 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9991 {
9992         static unsigned long prev_jiffy;
9993
9994         if (irqs_disabled())
9995                 return;
9996
9997         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9998                 return;
9999
10000         if (preempt_count() > preempt_offset)
10001                 return;
10002
10003         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10004                 return;
10005         prev_jiffy = jiffies;
10006
10007         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
10008         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
10009                         in_atomic(), irqs_disabled(),
10010                         current->pid, current->comm);
10011
10012         debug_show_held_locks(current);
10013         dump_stack();
10014         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10015 }
10016 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
10017
10018 #ifdef CONFIG_SMP
10019 void __cant_migrate(const char *file, int line)
10020 {
10021         static unsigned long prev_jiffy;
10022
10023         if (irqs_disabled())
10024                 return;
10025
10026         if (is_migration_disabled(current))
10027                 return;
10028
10029         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
10030                 return;
10031
10032         if (preempt_count() > 0)
10033                 return;
10034
10035         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10036                 return;
10037         prev_jiffy = jiffies;
10038
10039         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
10040         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
10041                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
10042                current->pid, current->comm);
10043
10044         debug_show_held_locks(current);
10045         dump_stack();
10046         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10047 }
10048 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
10049 #endif
10050 #endif
10051
10052 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
10053 void normalize_rt_tasks(void)
10054 {
10055         struct task_struct *g, *p;
10056         struct sched_attr attr = {
10057                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
10058         };
10059
10060         read_lock(&tasklist_lock);
10061         for_each_process_thread(g, p) {
10062                 /*
10063                  * Only normalize user tasks:
10064                  */
10065                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
10066                         continue;
10067
10068                 p->se.exec_start = 0;
10069                 schedstat_set(p->stats.wait_start,  0);
10070                 schedstat_set(p->stats.sleep_start, 0);
10071                 schedstat_set(p->stats.block_start, 0);
10072
10073                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
10074                         /*
10075                          * Renice negative nice level userspace
10076                          * tasks back to 0:
10077                          */
10078                         if (task_nice(p) < 0)
10079                                 set_user_nice(p, 0);
10080                         continue;
10081                 }
10082
10083                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
10084         }
10085         read_unlock(&tasklist_lock);
10086 }
10087
10088 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
10089
10090 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
10091 /*
10092  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
10093  *
10094  * They can only be called when the whole system has been
10095  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
10096  * activity can take place. Using them for anything else would
10097  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
10098  * under any other configuration.
10099  */
10100
10101 /**
10102  * curr_task - return the current task for a given CPU.
10103  * @cpu: the processor in question.
10104  *
10105  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10106  *
10107  * Return: The current task for @cpu.
10108  */
10109 struct task_struct *curr_task(int cpu)
10110 {
10111         return cpu_curr(cpu);
10112 }
10113
10114 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
10115
10116 #ifdef CONFIG_IA64
10117 /**
10118  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
10119  * @cpu: the processor in question.
10120  * @p: the task pointer to set.
10121  *
10122  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
10123  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
10124  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
10125  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
10126  * and caller must save the original value of the current task (see
10127  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
10128  * re-starting the system.
10129  *
10130  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10131  */
10132 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
10133 {
10134         cpu_curr(cpu) = p;
10135 }
10136
10137 #endif
10138
10139 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
10140 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
10141 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
10142
10143 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
10144                                             struct task_group *parent)
10145 {
10146 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10147         enum uclamp_id clamp_id;
10148
10149         for_each_clamp_id(clamp_id) {
10150                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
10151                               uclamp_none(clamp_id), false);
10152                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
10153         }
10154 #endif
10155 }
10156
10157 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
10158 {
10159         free_fair_sched_group(tg);
10160         free_rt_sched_group(tg);
10161         autogroup_free(tg);
10162         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
10163 }
10164
10165 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rcu)
10166 {
10167         sched_free_group(container_of(rcu, struct task_group, rcu));
10168 }
10169
10170 static void sched_unregister_group(struct task_group *tg)
10171 {
10172         unregister_fair_sched_group(tg);
10173         unregister_rt_sched_group(tg);
10174         /*
10175          * We have to wait for yet another RCU grace period to expire, as
10176          * print_cfs_stats() might run concurrently.
10177          */
10178         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
10179 }
10180
10181 /* allocate runqueue etc for a new task group */
10182 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
10183 {
10184         struct task_group *tg;
10185
10186         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
10187         if (!tg)
10188                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10189
10190         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
10191                 goto err;
10192
10193         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
10194                 goto err;
10195
10196         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
10197
10198         return tg;
10199
10200 err:
10201         sched_free_group(tg);
10202         return ERR_PTR(-ENOMEM);
10203 }
10204
10205 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10206 {
10207         unsigned long flags;
10208
10209         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10210         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
10211
10212         /* Root should already exist: */
10213         WARN_ON(!parent);
10214
10215         tg->parent = parent;
10216         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
10217         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
10218         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10219
10220         online_fair_sched_group(tg);
10221 }
10222
10223 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
10224 static void sched_unregister_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
10225 {
10226         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
10227         sched_unregister_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
10228 }
10229
10230 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
10231 {
10232         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
10233         call_rcu(&tg->rcu, sched_unregister_group_rcu);
10234 }
10235
10236 void sched_release_group(struct task_group *tg)
10237 {
10238         unsigned long flags;
10239
10240         /*
10241          * Unlink first, to avoid walk_tg_tree_from() from finding us (via
10242          * sched_cfs_period_timer()).
10243          *
10244          * For this to be effective, we have to wait for all pending users of
10245          * this task group to leave their RCU critical section to ensure no new
10246          * user will see our dying task group any more. Specifically ensure
10247          * that tg_unthrottle_up() won't add decayed cfs_rq's to it.
10248          *
10249          * We therefore defer calling unregister_fair_sched_group() to
10250          * sched_unregister_group() which is guarantied to get called only after the
10251          * current RCU grace period has expired.
10252          */
10253         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10254         list_del_rcu(&tg->list);
10255         list_del_rcu(&tg->siblings);
10256         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10257 }
10258
10259 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk)
10260 {
10261         struct task_group *tg;
10262
10263         /*
10264          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
10265          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
10266          * to prevent lockdep warnings.
10267          */
10268         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
10269                           struct task_group, css);
10270         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
10271         tsk->sched_task_group = tg;
10272
10273 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10274         if (tsk->sched_class->task_change_group)
10275                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk);
10276         else
10277 #endif
10278                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
10279 }
10280
10281 /*
10282  * Change task's runqueue when it moves between groups.
10283  *
10284  * The caller of this function should have put the task in its new group by
10285  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
10286  * its new group.
10287  */
10288 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
10289 {
10290         int queued, running, queue_flags =
10291                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
10292         struct rq_flags rf;
10293         struct rq *rq;
10294
10295         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
10296         update_rq_clock(rq);
10297
10298         running = task_current(rq, tsk);
10299         queued = task_on_rq_queued(tsk);
10300
10301         if (queued)
10302                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
10303         if (running)
10304                 put_prev_task(rq, tsk);
10305
10306         sched_change_group(tsk);
10307
10308         if (queued)
10309                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
10310         if (running) {
10311                 set_next_task(rq, tsk);
10312                 /*
10313                  * After changing group, the running task may have joined a
10314                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
10315                  * resched to make sure that task can still run.
10316                  */
10317                 resched_curr(rq);
10318         }
10319
10320         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
10321 }
10322
10323 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
10324 {
10325         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
10326 }
10327
10328 static struct cgroup_subsys_state *
10329 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
10330 {
10331         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
10332         struct task_group *tg;
10333
10334         if (!parent) {
10335                 /* This is early initialization for the top cgroup */
10336                 return &root_task_group.css;
10337         }
10338
10339         tg = sched_create_group(parent);
10340         if (IS_ERR(tg))
10341                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10342
10343         return &tg->css;
10344 }
10345
10346 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
10347 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
10348 {
10349         struct task_group *tg = css_tg(css);
10350         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
10351
10352         if (parent)
10353                 sched_online_group(tg, parent);
10354
10355 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10356         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
10357         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10358         rcu_read_lock();
10359         cpu_util_update_eff(css);
10360         rcu_read_unlock();
10361         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10362 #endif
10363
10364         return 0;
10365 }
10366
10367 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
10368 {
10369         struct task_group *tg = css_tg(css);
10370
10371         sched_release_group(tg);
10372 }
10373
10374 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
10375 {
10376         struct task_group *tg = css_tg(css);
10377
10378         /*
10379          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
10380          */
10381         sched_unregister_group(tg);
10382 }
10383
10384 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10385 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10386 {
10387         struct task_struct *task;
10388         struct cgroup_subsys_state *css;
10389
10390         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
10391                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
10392                         return -EINVAL;
10393         }
10394         return 0;
10395 }
10396 #endif
10397
10398 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10399 {
10400         struct task_struct *task;
10401         struct cgroup_subsys_state *css;
10402
10403         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
10404                 sched_move_task(task);
10405 }
10406
10407 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10408 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
10409 {
10410         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
10411         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
10412         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
10413         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
10414         enum uclamp_id clamp_id;
10415         unsigned int clamps;
10416
10417         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
10418         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
10419
10420         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
10421                 uc_parent = css_tg(css)->parent
10422                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
10423
10424                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10425                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
10426                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
10427                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
10428                         if (uc_parent &&
10429                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
10430                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
10431                         }
10432                 }
10433                 /* Ensure protection is always capped by limit */
10434                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
10435
10436                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
10437                 clamps = 0x0;
10438                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
10439                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10440                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
10441                                 continue;
10442                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
10443                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
10444                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
10445                 }
10446                 if (!clamps) {
10447                         css = css_rightmost_descendant(css);
10448                         continue;
10449                 }
10450
10451                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
10452                 uclamp_update_active_tasks(css);
10453         }
10454 }
10455
10456 /*
10457  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
10458  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
10459  * character constant, use two levels of macros.
10460  */
10461 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
10462 #define POW10(exp) _POW10(exp)
10463
10464 struct uclamp_request {
10465 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
10466 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
10467         s64 percent;
10468         u64 util;
10469         int ret;
10470 };
10471
10472 static inline struct uclamp_request
10473 capacity_from_percent(char *buf)
10474 {
10475         struct uclamp_request req = {
10476                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
10477                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
10478                 .ret = 0,
10479         };
10480
10481         buf = strim(buf);
10482         if (strcmp(buf, "max")) {
10483                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
10484                                              &req.percent);
10485                 if (req.ret)
10486                         return req;
10487                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
10488                         req.ret = -ERANGE;
10489                         return req;
10490                 }
10491
10492                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
10493                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
10494         }
10495
10496         return req;
10497 }
10498
10499 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
10500                                 size_t nbytes, loff_t off,
10501                                 enum uclamp_id clamp_id)
10502 {
10503         struct uclamp_request req;
10504         struct task_group *tg;
10505
10506         req = capacity_from_percent(buf);
10507         if (req.ret)
10508                 return req.ret;
10509
10510         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
10511
10512         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10513         rcu_read_lock();
10514
10515         tg = css_tg(of_css(of));
10516         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
10517                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
10518
10519         /*
10520          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
10521          * exact requested value
10522          */
10523         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
10524
10525         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
10526         cpu_util_update_eff(of_css(of));
10527
10528         rcu_read_unlock();
10529         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10530
10531         return nbytes;
10532 }
10533
10534 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
10535                                     char *buf, size_t nbytes,
10536                                     loff_t off)
10537 {
10538         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
10539 }
10540
10541 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10542                                     char *buf, size_t nbytes,
10543                                     loff_t off)
10544 {
10545         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
10546 }
10547
10548 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
10549                                     enum uclamp_id clamp_id)
10550 {
10551         struct task_group *tg;
10552         u64 util_clamp;
10553         u64 percent;
10554         u32 rem;
10555
10556         rcu_read_lock();
10557         tg = css_tg(seq_css(sf));
10558         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
10559         rcu_read_unlock();
10560
10561         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
10562                 seq_puts(sf, "max\n");
10563                 return;
10564         }
10565
10566         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
10567         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
10568         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
10569 }
10570
10571 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
10572 {
10573         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
10574         return 0;
10575 }
10576
10577 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10578 {
10579         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
10580         return 0;
10581 }
10582 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
10583
10584 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10585 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10586                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
10587 {
10588         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
10589                 shareval = MAX_SHARES;
10590         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
10591 }
10592
10593 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10594                                struct cftype *cft)
10595 {
10596         struct task_group *tg = css_tg(css);
10597
10598         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
10599 }
10600
10601 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10602 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
10603
10604 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
10605 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
10606 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
10607 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
10608
10609 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
10610
10611 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
10612                                 u64 burst)
10613 {
10614         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
10615         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10616
10617         if (tg == &root_task_group)
10618                 return -EINVAL;
10619
10620         /*
10621          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10622          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10623          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10624          */
10625         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10626                 return -EINVAL;
10627
10628         /*
10629          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10630          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10631          * feasibility.
10632          */
10633         if (period > max_cfs_quota_period)
10634                 return -EINVAL;
10635
10636         /*
10637          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10638          */
10639         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10640                 return -EINVAL;
10641
10642         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10643                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10644                 return -EINVAL;
10645
10646         /*
10647          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10648          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10649          */
10650         cpus_read_lock();
10651         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
10652         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10653         if (ret)
10654                 goto out_unlock;
10655
10656         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10657         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10658         /*
10659          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10660          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10661          */
10662         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10663                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10664         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
10665         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10666         cfs_b->quota = quota;
10667         cfs_b->burst = burst;
10668
10669         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10670
10671         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
10672         if (runtime_enabled)
10673                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10674
10675         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
10676
10677         for_each_online_cpu(i) {
10678                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10679                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10680                 struct rq_flags rf;
10681
10682                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10683                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10684                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10685
10686                 if (cfs_rq->throttled)
10687                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10688                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10689         }
10690         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10691                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10692 out_unlock:
10693         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
10694         cpus_read_unlock();
10695
10696         return ret;
10697 }
10698
10699 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10700 {
10701         u64 quota, period, burst;
10702
10703         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10704         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10705         if (cfs_quota_us < 0)
10706                 quota = RUNTIME_INF;
10707         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10708                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10709         else
10710                 return -EINVAL;
10711
10712         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10713 }
10714
10715 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10716 {
10717         u64 quota_us;
10718
10719         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10720                 return -1;
10721
10722         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10723         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10724
10725         return quota_us;
10726 }
10727
10728 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10729 {
10730         u64 quota, period, burst;
10731
10732         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10733                 return -EINVAL;
10734
10735         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10736         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10737         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10738
10739         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10740 }
10741
10742 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10743 {
10744         u64 cfs_period_us;
10745
10746         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10747         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10748
10749         return cfs_period_us;
10750 }
10751
10752 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10753 {
10754         u64 quota, period, burst;
10755
10756         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10757                 return -EINVAL;
10758
10759         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10760         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10761         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10762
10763         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10764 }
10765
10766 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10767 {
10768         u64 burst_us;
10769
10770         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10771         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10772
10773         return burst_us;
10774 }
10775
10776 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10777                                   struct cftype *cft)
10778 {
10779         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10780 }
10781
10782 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10783                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10784 {
10785         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10786 }
10787
10788 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10789                                    struct cftype *cft)
10790 {
10791         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10792 }
10793
10794 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10795                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10796 {
10797         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10798 }
10799
10800 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10801                                   struct cftype *cft)
10802 {
10803         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10804 }
10805
10806 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10807                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10808 {
10809         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10810 }
10811
10812 struct cfs_schedulable_data {
10813         struct task_group *tg;
10814         u64 period, quota;
10815 };
10816
10817 /*
10818  * normalize group quota/period to be quota/max_period
10819  * note: units are usecs
10820  */
10821 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
10822                                struct cfs_schedulable_data *d)
10823 {
10824         u64 quota, period;
10825
10826         if (tg == d->tg) {
10827                 period = d->period;
10828                 quota = d->quota;
10829         } else {
10830                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10831                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10832         }
10833
10834         /* note: these should typically be equivalent */
10835         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10836                 return RUNTIME_INF;
10837
10838         return to_ratio(period, quota);
10839 }
10840
10841 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10842 {
10843         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10844         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10845         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10846
10847         if (!tg->parent) {
10848                 quota = RUNTIME_INF;
10849         } else {
10850                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
10851
10852                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10853                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10854
10855                 /*
10856                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10857                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10858                  * limit is set:
10859                  */
10860                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10861                         quota = min(quota, parent_quota);
10862                 } else {
10863                         if (quota == RUNTIME_INF)
10864                                 quota = parent_quota;
10865                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10866                                 return -EINVAL;
10867                 }
10868         }
10869         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10870
10871         return 0;
10872 }
10873
10874 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10875 {
10876         int ret;
10877         struct cfs_schedulable_data data = {
10878                 .tg = tg,
10879                 .period = period,
10880                 .quota = quota,
10881         };
10882
10883         if (quota != RUNTIME_INF) {
10884                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10885                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10886         }
10887
10888         rcu_read_lock();
10889         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10890         rcu_read_unlock();
10891
10892         return ret;
10893 }
10894
10895 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10896 {
10897         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10898         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10899
10900         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10901         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10902         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10903
10904         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10905                 struct sched_statistics *stats;
10906                 u64 ws = 0;
10907                 int i;
10908
10909                 for_each_possible_cpu(i) {
10910                         stats = __schedstats_from_se(tg->se[i]);
10911                         ws += schedstat_val(stats->wait_sum);
10912                 }
10913
10914                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10915         }
10916
10917         seq_printf(sf, "nr_bursts %d\n", cfs_b->nr_burst);
10918         seq_printf(sf, "burst_time %llu\n", cfs_b->burst_time);
10919
10920         return 0;
10921 }
10922 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10923 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10924
10925 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10926 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10927                                 struct cftype *cft, s64 val)
10928 {
10929         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10930 }
10931
10932 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10933                                struct cftype *cft)
10934 {
10935         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10936 }
10937
10938 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10939                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10940 {
10941         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10942 }
10943
10944 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10945                                    struct cftype *cft)
10946 {
10947         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10948 }
10949 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10950
10951 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10952 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10953                                struct cftype *cft)
10954 {
10955         return css_tg(css)->idle;
10956 }
10957
10958 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10959                                 struct cftype *cft, s64 idle)
10960 {
10961         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
10962 }
10963 #endif
10964
10965 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10966 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10967         {
10968                 .name = "shares",
10969                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10970                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10971         },
10972         {
10973                 .name = "idle",
10974                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10975                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10976         },
10977 #endif
10978 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10979         {
10980                 .name = "cfs_quota_us",
10981                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10982                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10983         },
10984         {
10985                 .name = "cfs_period_us",
10986                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10987                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10988         },
10989         {
10990                 .name = "cfs_burst_us",
10991                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10992                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10993         },
10994         {
10995                 .name = "stat",
10996                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10997         },
10998 #endif
10999 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11000         {
11001                 .name = "rt_runtime_us",
11002                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
11003                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
11004         },
11005         {
11006                 .name = "rt_period_us",
11007                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
11008                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
11009         },
11010 #endif
11011 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11012         {
11013                 .name = "uclamp.min",
11014                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11015                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11016                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11017         },
11018         {
11019                 .name = "uclamp.max",
11020                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11021                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11022                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11023         },
11024 #endif
11025         { }     /* Terminate */
11026 };
11027
11028 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
11029                                struct cgroup_subsys_state *css)
11030 {
11031 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11032         {
11033                 struct task_group *tg = css_tg(css);
11034                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
11035                 u64 throttled_usec, burst_usec;
11036
11037                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
11038                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
11039                 burst_usec = cfs_b->burst_time;
11040                 do_div(burst_usec, NSEC_PER_USEC);
11041
11042                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
11043                            "nr_throttled %d\n"
11044                            "throttled_usec %llu\n"
11045                            "nr_bursts %d\n"
11046                            "burst_usec %llu\n",
11047                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
11048                            throttled_usec, cfs_b->nr_burst, burst_usec);
11049         }
11050 #endif
11051         return 0;
11052 }
11053
11054 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11055 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11056                                struct cftype *cft)
11057 {
11058         struct task_group *tg = css_tg(css);
11059         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
11060
11061         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
11062 }
11063
11064 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11065                                 struct cftype *cft, u64 weight)
11066 {
11067         /*
11068          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
11069          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
11070          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
11071          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
11072          * the original value over the entire range.
11073          */
11074         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
11075                 return -ERANGE;
11076
11077         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
11078
11079         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11080 }
11081
11082 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11083                                     struct cftype *cft)
11084 {
11085         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
11086         int last_delta = INT_MAX;
11087         int prio, delta;
11088
11089         /* find the closest nice value to the current weight */
11090         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
11091                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
11092                 if (delta >= last_delta)
11093                         break;
11094                 last_delta = delta;
11095         }
11096
11097         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
11098 }
11099
11100 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11101                                      struct cftype *cft, s64 nice)
11102 {
11103         unsigned long weight;
11104         int idx;
11105
11106         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
11107                 return -ERANGE;
11108
11109         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
11110         idx = array_index_nospec(idx, 40);
11111         weight = sched_prio_to_weight[idx];
11112
11113         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11114 }
11115 #endif
11116
11117 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
11118                                                   long period, long quota)
11119 {
11120         if (quota < 0)
11121                 seq_puts(sf, "max");
11122         else
11123                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
11124
11125         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
11126 }
11127
11128 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
11129 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
11130                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
11131 {
11132         char tok[21];   /* U64_MAX */
11133
11134         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
11135                 return -EINVAL;
11136
11137         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
11138
11139         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
11140                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
11141         else if (!strcmp(tok, "max"))
11142                 *quotap = RUNTIME_INF;
11143         else
11144                 return -EINVAL;
11145
11146         return 0;
11147 }
11148
11149 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11150 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
11151 {
11152         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11153
11154         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
11155         return 0;
11156 }
11157
11158 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
11159                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
11160 {
11161         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
11162         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
11163         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
11164         u64 quota;
11165         int ret;
11166
11167         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
11168         if (!ret)
11169                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
11170         return ret ?: nbytes;
11171 }
11172 #endif
11173
11174 static struct cftype cpu_files[] = {
11175 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11176         {
11177                 .name = "weight",
11178                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11179                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
11180                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
11181         },
11182         {
11183                 .name = "weight.nice",
11184                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11185                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
11186                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
11187         },
11188         {
11189                 .name = "idle",
11190                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11191                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11192                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11193         },
11194 #endif
11195 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11196         {
11197                 .name = "max",
11198                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11199                 .seq_show = cpu_max_show,
11200                 .write = cpu_max_write,
11201         },
11202         {
11203                 .name = "max.burst",
11204                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11205                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11206                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11207         },
11208 #endif
11209 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11210         {
11211                 .name = "uclamp.min",
11212                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11213                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11214                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11215         },
11216         {
11217                 .name = "uclamp.max",
11218                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11219                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11220                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11221         },
11222 #endif
11223         { }     /* terminate */
11224 };
11225
11226 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
11227         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
11228         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
11229         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
11230         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
11231         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
11232 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11233         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
11234 #endif
11235         .attach         = cpu_cgroup_attach,
11236         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
11237         .dfl_cftypes    = cpu_files,
11238         .early_init     = true,
11239         .threaded       = true,
11240 };
11241
11242 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
11243
11244 void dump_cpu_task(int cpu)
11245 {
11246         if (cpu == smp_processor_id() && in_hardirq()) {
11247                 struct pt_regs *regs;
11248
11249                 regs = get_irq_regs();
11250                 if (regs) {
11251                         show_regs(regs);
11252                         return;
11253                 }
11254         }
11255
11256         if (trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
11257                 return;
11258
11259         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
11260         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
11261 }
11262
11263 /*
11264  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
11265  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
11266  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
11267  * that remained on nice 0.
11268  *
11269  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
11270  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
11271  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
11272  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
11273  * the relative distance between them is ~25%.)
11274  */
11275 const int sched_prio_to_weight[40] = {
11276  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
11277  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
11278  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
11279  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
11280  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
11281  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
11282  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
11283  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
11284 };
11285
11286 /*
11287  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
11288  *
11289  * In cases where the weight does not change often, we can use the
11290  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
11291  * into multiplications:
11292  */
11293 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
11294  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
11295  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
11296  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
11297  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
11298  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
11299  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
11300  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
11301  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
11302 };
11303
11304 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
11305 {
11306         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
11307 }