Merge branch 'linus' into sched/core, to pick up fixes
[platform/kernel/linux-rpi.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 "sched.h"
10
11 #include <linux/nospec.h>
12
13 #include <linux/kcov.h>
14
15 #include <asm/switch_to.h>
16 #include <asm/tlb.h>
17
18 #include "../workqueue_internal.h"
19 #include "../../fs/io-wq.h"
20 #include "../smpboot.h"
21
22 #include "pelt.h"
23
24 #define CREATE_TRACE_POINTS
25 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
29  * associated with them) to allow external modules to probe them.
30  */
31 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
32 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
33 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
37
38 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
39
40 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
41 /*
42  * Debugging: various feature bits
43  *
44  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
45  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
46  * at compile time and compiler optimization based on features default.
47  */
48 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
49         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
50 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
51 #include "features.h"
52         0;
53 #undef SCHED_FEAT
54 #endif
55
56 /*
57  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
58  * Limited because this is done with IRQs disabled.
59  */
60 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
61
62 /*
63  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
64  * default: 1s
65  */
66 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
67
68 __read_mostly int scheduler_running;
69
70 /*
71  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
72  * default: 0.95s
73  */
74 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
75
76 /*
77  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
78  */
79 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
80         __acquires(rq->lock)
81 {
82         struct rq *rq;
83
84         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
85
86         for (;;) {
87                 rq = task_rq(p);
88                 raw_spin_lock(&rq->lock);
89                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
90                         rq_pin_lock(rq, rf);
91                         return rq;
92                 }
93                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
94
95                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
96                         cpu_relax();
97         }
98 }
99
100 /*
101  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
102  */
103 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
104         __acquires(p->pi_lock)
105         __acquires(rq->lock)
106 {
107         struct rq *rq;
108
109         for (;;) {
110                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
111                 rq = task_rq(p);
112                 raw_spin_lock(&rq->lock);
113                 /*
114                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
115                  *
116                  *      ACQUIRE (rq->lock)
117                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
118                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
119                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
120                  *                                      [L] ->on_rq
121                  *      RELEASE (rq->lock)
122                  *
123                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
124                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
125                  *
126                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
127                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
128                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
129                  */
130                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
131                         rq_pin_lock(rq, rf);
132                         return rq;
133                 }
134                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
135                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
136
137                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
138                         cpu_relax();
139         }
140 }
141
142 /*
143  * RQ-clock updating methods:
144  */
145
146 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
147 {
148 /*
149  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
150  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
151  */
152         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
153
154 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
155         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
156
157         /*
158          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
159          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
160          * {soft,}irq region.
161          *
162          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
163          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
164          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
165          * monotonic.
166          *
167          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
168          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
169          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
170          * atomic ops.
171          */
172         if (irq_delta > delta)
173                 irq_delta = delta;
174
175         rq->prev_irq_time += irq_delta;
176         delta -= irq_delta;
177 #endif
178 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
179         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
180                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
181                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
182
183                 if (unlikely(steal > delta))
184                         steal = delta;
185
186                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
187                 delta -= steal;
188         }
189 #endif
190
191         rq->clock_task += delta;
192
193 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
194         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
195                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
196 #endif
197         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
198 }
199
200 void update_rq_clock(struct rq *rq)
201 {
202         s64 delta;
203
204         lockdep_assert_held(&rq->lock);
205
206         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
207                 return;
208
209 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
210         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
211                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
212         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
213 #endif
214
215         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
216         if (delta < 0)
217                 return;
218         rq->clock += delta;
219         update_rq_clock_task(rq, delta);
220 }
221
222
223 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
224 /*
225  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
226  */
227
228 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
229 {
230         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
231                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
232 }
233
234 /*
235  * High-resolution timer tick.
236  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
237  */
238 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
239 {
240         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
241         struct rq_flags rf;
242
243         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
244
245         rq_lock(rq, &rf);
246         update_rq_clock(rq);
247         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
248         rq_unlock(rq, &rf);
249
250         return HRTIMER_NORESTART;
251 }
252
253 #ifdef CONFIG_SMP
254
255 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
256 {
257         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
258
259         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
260 }
261
262 /*
263  * called from hardirq (IPI) context
264  */
265 static void __hrtick_start(void *arg)
266 {
267         struct rq *rq = arg;
268         struct rq_flags rf;
269
270         rq_lock(rq, &rf);
271         __hrtick_restart(rq);
272         rq->hrtick_csd_pending = 0;
273         rq_unlock(rq, &rf);
274 }
275
276 /*
277  * Called to set the hrtick timer state.
278  *
279  * called with rq->lock held and irqs disabled
280  */
281 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
282 {
283         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
284         ktime_t time;
285         s64 delta;
286
287         /*
288          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
289          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
290          */
291         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
292         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
293
294         hrtimer_set_expires(timer, time);
295
296         if (rq == this_rq()) {
297                 __hrtick_restart(rq);
298         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
299                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
300                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
301         }
302 }
303
304 #else
305 /*
306  * Called to set the hrtick timer state.
307  *
308  * called with rq->lock held and irqs disabled
309  */
310 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
311 {
312         /*
313          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
314          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
315          */
316         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
317         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
318                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
319 }
320 #endif /* CONFIG_SMP */
321
322 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
323 {
324 #ifdef CONFIG_SMP
325         rq->hrtick_csd_pending = 0;
326
327         rq->hrtick_csd.flags = 0;
328         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
329         rq->hrtick_csd.info = rq;
330 #endif
331
332         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
333         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
334 }
335 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
336 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
337 {
338 }
339
340 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
341 {
342 }
343 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
344
345 /*
346  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
347  */
348 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
349         ({                                                              \
350                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
351                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
352                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
353                                                                         \
354                 for (;;) {                                              \
355                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
356                         if (_old == _val)                               \
357                                 break;                                  \
358                         _val = _old;                                    \
359                 }                                                       \
360         _old;                                                           \
361 })
362
363 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
364 /*
365  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
366  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
367  * spurious IPIs.
368  */
369 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
370 {
371         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
372         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
373 }
374
375 /*
376  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
377  *
378  * If this returns true, then the idle task promises to call
379  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
380  */
381 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
382 {
383         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
384         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
385
386         for (;;) {
387                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
388                         return false;
389                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
390                         return true;
391                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
392                 if (old == val)
393                         break;
394                 val = old;
395         }
396         return true;
397 }
398
399 #else
400 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
401 {
402         set_tsk_need_resched(p);
403         return true;
404 }
405
406 #ifdef CONFIG_SMP
407 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
408 {
409         return false;
410 }
411 #endif
412 #endif
413
414 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
415 {
416         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
417
418         /*
419          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
420          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
421          * wakeup due to that.
422          *
423          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
424          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
425          */
426         smp_mb__before_atomic();
427         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
428                 return false;
429
430         /*
431          * The head is context local, there can be no concurrency.
432          */
433         *head->lastp = node;
434         head->lastp = &node->next;
435         return true;
436 }
437
438 /**
439  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
440  * @head: the wake_q_head to add @task to
441  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
442  *
443  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
444  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
445  * instantly.
446  *
447  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
448  * must be ready to be woken at this location.
449  */
450 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
451 {
452         if (__wake_q_add(head, task))
453                 get_task_struct(task);
454 }
455
456 /**
457  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
458  * @head: the wake_q_head to add @task to
459  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
460  *
461  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
462  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
463  * instantly.
464  *
465  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
466  * must be ready to be woken at this location.
467  *
468  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
469  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
470  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
471  * queued for wakeup.
472  */
473 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
474 {
475         if (!__wake_q_add(head, task))
476                 put_task_struct(task);
477 }
478
479 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
480 {
481         struct wake_q_node *node = head->first;
482
483         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
484                 struct task_struct *task;
485
486                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
487                 BUG_ON(!task);
488                 /* Task can safely be re-inserted now: */
489                 node = node->next;
490                 task->wake_q.next = NULL;
491
492                 /*
493                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
494                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
495                  */
496                 wake_up_process(task);
497                 put_task_struct(task);
498         }
499 }
500
501 /*
502  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
503  *
504  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
505  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
506  * the target CPU.
507  */
508 void resched_curr(struct rq *rq)
509 {
510         struct task_struct *curr = rq->curr;
511         int cpu;
512
513         lockdep_assert_held(&rq->lock);
514
515         if (test_tsk_need_resched(curr))
516                 return;
517
518         cpu = cpu_of(rq);
519
520         if (cpu == smp_processor_id()) {
521                 set_tsk_need_resched(curr);
522                 set_preempt_need_resched();
523                 return;
524         }
525
526         if (set_nr_and_not_polling(curr))
527                 smp_send_reschedule(cpu);
528         else
529                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
530 }
531
532 void resched_cpu(int cpu)
533 {
534         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
535         unsigned long flags;
536
537         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
538         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
539                 resched_curr(rq);
540         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
541 }
542
543 #ifdef CONFIG_SMP
544 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
545 /*
546  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
547  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
548  *
549  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
550  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
551  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
552  */
553 int get_nohz_timer_target(void)
554 {
555         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
556         struct sched_domain *sd;
557
558         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
559                 if (!idle_cpu(cpu))
560                         return cpu;
561                 default_cpu = cpu;
562         }
563
564         rcu_read_lock();
565         for_each_domain(cpu, sd) {
566                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
567                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
568                         if (cpu == i)
569                                 continue;
570
571                         if (!idle_cpu(i)) {
572                                 cpu = i;
573                                 goto unlock;
574                         }
575                 }
576         }
577
578         if (default_cpu == -1)
579                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
580         cpu = default_cpu;
581 unlock:
582         rcu_read_unlock();
583         return cpu;
584 }
585
586 /*
587  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
588  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
589  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
590  * idle system the next event might even be infinite time into the
591  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
592  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
593  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
594  * wheel for the next timer event.
595  */
596 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
597 {
598         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
599
600         if (cpu == smp_processor_id())
601                 return;
602
603         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
604                 smp_send_reschedule(cpu);
605         else
606                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
607 }
608
609 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
610 {
611         /*
612          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
613          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
614          * If needed we can still optimize that later with an
615          * empty IRQ.
616          */
617         if (cpu_is_offline(cpu))
618                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
619         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
620                 if (cpu != smp_processor_id() ||
621                     tick_nohz_tick_stopped())
622                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
623                 return true;
624         }
625
626         return false;
627 }
628
629 /*
630  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
631  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
632  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
633  */
634 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
635 {
636         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
637                 wake_up_idle_cpu(cpu);
638 }
639
640 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
641 {
642         int cpu = smp_processor_id();
643
644         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
645                 return false;
646
647         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
648                 return true;
649
650         /*
651          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
652          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
653          */
654         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
655         return false;
656 }
657
658 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
659
660 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
661 {
662         return false;
663 }
664
665 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
666
667 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
668 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
669 {
670         int fifo_nr_running;
671
672         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
673         if (rq->dl.dl_nr_running)
674                 return false;
675
676         /*
677          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
678          * actual RR behaviour.
679          */
680         if (rq->rt.rr_nr_running) {
681                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
682                         return true;
683                 else
684                         return false;
685         }
686
687         /*
688          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
689          * forced preemption between FIFO tasks.
690          */
691         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
692         if (fifo_nr_running)
693                 return true;
694
695         /*
696          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
697          * if there's more than one we need the tick for involuntary
698          * preemption.
699          */
700         if (rq->nr_running > 1)
701                 return false;
702
703         return true;
704 }
705 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
706 #endif /* CONFIG_SMP */
707
708 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
709                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
710 /*
711  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
712  * node and @up when leaving it for the final time.
713  *
714  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
715  */
716 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
717                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
718 {
719         struct task_group *parent, *child;
720         int ret;
721
722         parent = from;
723
724 down:
725         ret = (*down)(parent, data);
726         if (ret)
727                 goto out;
728         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
729                 parent = child;
730                 goto down;
731
732 up:
733                 continue;
734         }
735         ret = (*up)(parent, data);
736         if (ret || parent == from)
737                 goto out;
738
739         child = parent;
740         parent = parent->parent;
741         if (parent)
742                 goto up;
743 out:
744         return ret;
745 }
746
747 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
748 {
749         return 0;
750 }
751 #endif
752
753 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
754 {
755         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
756         struct load_weight *load = &p->se.load;
757
758         /*
759          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
760          */
761         if (task_has_idle_policy(p)) {
762                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
763                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
764                 return;
765         }
766
767         /*
768          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
769          * weight
770          */
771         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
772                 reweight_task(p, prio);
773         } else {
774                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
775                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
776         }
777 }
778
779 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
780 /*
781  * Serializes updates of utilization clamp values
782  *
783  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
784  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
785  * support enqueue/dequeue operations.
786  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
787  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
788  * updates or API abuses.
789  */
790 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
791
792 /* Max allowed minimum utilization */
793 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
794
795 /* Max allowed maximum utilization */
796 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
797
798 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
799 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
800
801 /* Integer rounded range for each bucket */
802 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
803
804 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
805         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
806
807 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
808 {
809         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
810 }
811
812 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
813 {
814         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
815 }
816
817 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
818 {
819         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
820                 return 0;
821         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
822 }
823
824 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
825                                  unsigned int value, bool user_defined)
826 {
827         uc_se->value = value;
828         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
829         uc_se->user_defined = user_defined;
830 }
831
832 static inline unsigned int
833 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
834                   unsigned int clamp_value)
835 {
836         /*
837          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
838          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
839          * max-clamp.
840          */
841         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
842                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
843                 return clamp_value;
844         }
845
846         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
847 }
848
849 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
850                                      unsigned int clamp_value)
851 {
852         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
853         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
854                 return;
855
856         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
857 }
858
859 static inline
860 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
861                                    unsigned int clamp_value)
862 {
863         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
864         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
865
866         /*
867          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
868          * top most bucket with tasks in.
869          */
870         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
871                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
872                         continue;
873                 return bucket[bucket_id].value;
874         }
875
876         /* No tasks -- default clamp values */
877         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
878 }
879
880 static inline struct uclamp_se
881 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
882 {
883         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
884 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
885         struct uclamp_se uc_max;
886
887         /*
888          * Tasks in autogroups or root task group will be
889          * restricted by system defaults.
890          */
891         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
892                 return uc_req;
893         if (task_group(p) == &root_task_group)
894                 return uc_req;
895
896         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
897         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
898                 return uc_max;
899 #endif
900
901         return uc_req;
902 }
903
904 /*
905  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
906  * priority:
907  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
908  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
909  *   group or in an autogroup
910  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
911  */
912 static inline struct uclamp_se
913 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
914 {
915         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
916         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
917
918         /* System default restrictions always apply */
919         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
920                 return uc_max;
921
922         return uc_req;
923 }
924
925 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
926 {
927         struct uclamp_se uc_eff;
928
929         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
930         if (p->uclamp[clamp_id].active)
931                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
932
933         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
934
935         return (unsigned long)uc_eff.value;
936 }
937
938 /*
939  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
940  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
941  * updates the rq's clamp value if required.
942  *
943  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
944  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
945  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
946  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
947  */
948 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
949                                     enum uclamp_id clamp_id)
950 {
951         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
952         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
953         struct uclamp_bucket *bucket;
954
955         lockdep_assert_held(&rq->lock);
956
957         /* Update task effective clamp */
958         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
959
960         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
961         bucket->tasks++;
962         uc_se->active = true;
963
964         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
965
966         /*
967          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
968          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
969          */
970         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
971                 bucket->value = uc_se->value;
972
973         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
974                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
975 }
976
977 /*
978  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
979  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
980  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
981  *
982  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
983  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
984  * enforce the expected state and warn.
985  */
986 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
987                                     enum uclamp_id clamp_id)
988 {
989         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
990         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
991         struct uclamp_bucket *bucket;
992         unsigned int bkt_clamp;
993         unsigned int rq_clamp;
994
995         lockdep_assert_held(&rq->lock);
996
997         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
998         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
999         if (likely(bucket->tasks))
1000                 bucket->tasks--;
1001         uc_se->active = false;
1002
1003         /*
1004          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1005          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1006          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1007          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1008          */
1009         if (likely(bucket->tasks))
1010                 return;
1011
1012         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1013         /*
1014          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1015          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1016          */
1017         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1018         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1019                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1020                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1021         }
1022 }
1023
1024 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1025 {
1026         enum uclamp_id clamp_id;
1027
1028         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1029                 return;
1030
1031         for_each_clamp_id(clamp_id)
1032                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1033
1034         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1035         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1036                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1037 }
1038
1039 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1040 {
1041         enum uclamp_id clamp_id;
1042
1043         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1044                 return;
1045
1046         for_each_clamp_id(clamp_id)
1047                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1048 }
1049
1050 static inline void
1051 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1052 {
1053         struct rq_flags rf;
1054         struct rq *rq;
1055
1056         /*
1057          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1058          *
1059          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1060          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1061          * enqueues, dequeues and migration operations.
1062          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1063          */
1064         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1065
1066         /*
1067          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1068          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1069          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1070          * it will already see the updated clamp bucket value.
1071          */
1072         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1073                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1074                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1075         }
1076
1077         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1078 }
1079
1080 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1081 static inline void
1082 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1083                            unsigned int clamps)
1084 {
1085         enum uclamp_id clamp_id;
1086         struct css_task_iter it;
1087         struct task_struct *p;
1088
1089         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1090         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1091                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1092                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1093                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1094                 }
1095         }
1096         css_task_iter_end(&it);
1097 }
1098
1099 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1100 static void uclamp_update_root_tg(void)
1101 {
1102         struct task_group *tg = &root_task_group;
1103
1104         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1105                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1106         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1107                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1108
1109         rcu_read_lock();
1110         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1111         rcu_read_unlock();
1112 }
1113 #else
1114 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1115 #endif
1116
1117 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1118                                 void __user *buffer, size_t *lenp,
1119                                 loff_t *ppos)
1120 {
1121         bool update_root_tg = false;
1122         int old_min, old_max;
1123         int result;
1124
1125         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1126         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1127         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1128
1129         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1130         if (result)
1131                 goto undo;
1132         if (!write)
1133                 goto done;
1134
1135         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1136             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1137                 result = -EINVAL;
1138                 goto undo;
1139         }
1140
1141         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1142                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1143                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1144                 update_root_tg = true;
1145         }
1146         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1147                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1148                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1149                 update_root_tg = true;
1150         }
1151
1152         if (update_root_tg)
1153                 uclamp_update_root_tg();
1154
1155         /*
1156          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1157          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1158          * task enqueue time.
1159          */
1160
1161         goto done;
1162
1163 undo:
1164         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1165         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1166 done:
1167         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1168
1169         return result;
1170 }
1171
1172 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1173                            const struct sched_attr *attr)
1174 {
1175         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1176         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1177
1178         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1179                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1180         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1181                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1182
1183         if (lower_bound > upper_bound)
1184                 return -EINVAL;
1185         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1186                 return -EINVAL;
1187
1188         return 0;
1189 }
1190
1191 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1192                                   const struct sched_attr *attr)
1193 {
1194         enum uclamp_id clamp_id;
1195
1196         /*
1197          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1198          * without a task-specific value.
1199          */
1200         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1201                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1202                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1203
1204                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1205                 if (uc_se->user_defined)
1206                         continue;
1207
1208                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1209                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1210                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1211
1212                 uclamp_se_set(uc_se, clamp_value, false);
1213         }
1214
1215         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1216                 return;
1217
1218         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1219                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1220                               attr->sched_util_min, true);
1221         }
1222
1223         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1224                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1225                               attr->sched_util_max, true);
1226         }
1227 }
1228
1229 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1230 {
1231         enum uclamp_id clamp_id;
1232
1233         for_each_clamp_id(clamp_id)
1234                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1235
1236         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1237                 return;
1238
1239         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1240                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1241
1242                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1243                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1244                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1245
1246                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id], clamp_value, false);
1247         }
1248 }
1249
1250 static void __init init_uclamp(void)
1251 {
1252         struct uclamp_se uc_max = {};
1253         enum uclamp_id clamp_id;
1254         int cpu;
1255
1256         mutex_init(&uclamp_mutex);
1257
1258         for_each_possible_cpu(cpu) {
1259                 memset(&cpu_rq(cpu)->uclamp, 0,
1260                                 sizeof(struct uclamp_rq)*UCLAMP_CNT);
1261                 cpu_rq(cpu)->uclamp_flags = 0;
1262         }
1263
1264         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1265                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1266                               uclamp_none(clamp_id), false);
1267         }
1268
1269         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1270         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1271         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1272                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1273 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1274                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1275                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1276 #endif
1277         }
1278 }
1279
1280 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1281 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1282 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1283 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1284                                   const struct sched_attr *attr)
1285 {
1286         return -EOPNOTSUPP;
1287 }
1288 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1289                                   const struct sched_attr *attr) { }
1290 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1291 static inline void init_uclamp(void) { }
1292 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1293
1294 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1295 {
1296         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1297                 update_rq_clock(rq);
1298
1299         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1300                 sched_info_queued(rq, p);
1301                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1302         }
1303
1304         uclamp_rq_inc(rq, p);
1305         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1306 }
1307
1308 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1309 {
1310         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1311                 update_rq_clock(rq);
1312
1313         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1314                 sched_info_dequeued(rq, p);
1315                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1316         }
1317
1318         uclamp_rq_dec(rq, p);
1319         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1320 }
1321
1322 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1323 {
1324         if (task_contributes_to_load(p))
1325                 rq->nr_uninterruptible--;
1326
1327         enqueue_task(rq, p, flags);
1328
1329         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1330 }
1331
1332 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1333 {
1334         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1335
1336         if (task_contributes_to_load(p))
1337                 rq->nr_uninterruptible++;
1338
1339         dequeue_task(rq, p, flags);
1340 }
1341
1342 /*
1343  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1344  */
1345 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1346 {
1347         return p->static_prio;
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1352  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1353  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1354  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1355  * estimator recalculates.
1356  */
1357 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1358 {
1359         int prio;
1360
1361         if (task_has_dl_policy(p))
1362                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1363         else if (task_has_rt_policy(p))
1364                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1365         else
1366                 prio = __normal_prio(p);
1367         return prio;
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1372  * taken into account by the scheduler. This value might
1373  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1374  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1375  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1376  */
1377 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1378 {
1379         p->normal_prio = normal_prio(p);
1380         /*
1381          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1382          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1383          * to the normal priority:
1384          */
1385         if (!rt_prio(p->prio))
1386                 return p->normal_prio;
1387         return p->prio;
1388 }
1389
1390 /**
1391  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1392  * @p: the task in question.
1393  *
1394  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1395  */
1396 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1397 {
1398         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1403  * use the balance_callback list if you want balancing.
1404  *
1405  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1406  * balance_callback().
1407  */
1408 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1409                                        const struct sched_class *prev_class,
1410                                        int oldprio)
1411 {
1412         if (prev_class != p->sched_class) {
1413                 if (prev_class->switched_from)
1414                         prev_class->switched_from(rq, p);
1415
1416                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1417         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1418                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1419 }
1420
1421 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1422 {
1423         const struct sched_class *class;
1424
1425         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1426                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1427         } else {
1428                 for_each_class(class) {
1429                         if (class == rq->curr->sched_class)
1430                                 break;
1431                         if (class == p->sched_class) {
1432                                 resched_curr(rq);
1433                                 break;
1434                         }
1435                 }
1436         }
1437
1438         /*
1439          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1440          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1441          */
1442         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1443                 rq_clock_skip_update(rq);
1444 }
1445
1446 #ifdef CONFIG_SMP
1447
1448 /*
1449  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1450  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1451  */
1452 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1453 {
1454         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1455                 return false;
1456
1457         if (is_per_cpu_kthread(p))
1458                 return cpu_online(cpu);
1459
1460         return cpu_active(cpu);
1461 }
1462
1463 /*
1464  * This is how migration works:
1465  *
1466  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1467  *    stop_one_cpu().
1468  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1469  *    off the CPU)
1470  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1471  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1472  *    it and puts it into the right queue.
1473  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1474  *    is done.
1475  */
1476
1477 /*
1478  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1479  *
1480  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1481  */
1482 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1483                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1484 {
1485         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1486
1487         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1488         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1489         set_task_cpu(p, new_cpu);
1490         rq_unlock(rq, rf);
1491
1492         rq = cpu_rq(new_cpu);
1493
1494         rq_lock(rq, rf);
1495         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1496         enqueue_task(rq, p, 0);
1497         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1498         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1499
1500         return rq;
1501 }
1502
1503 struct migration_arg {
1504         struct task_struct *task;
1505         int dest_cpu;
1506 };
1507
1508 /*
1509  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1510  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1511  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1512  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1513  *
1514  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1515  * as the task is no longer on this CPU.
1516  */
1517 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1518                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1519 {
1520         /* Affinity changed (again). */
1521         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1522                 return rq;
1523
1524         update_rq_clock(rq);
1525         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1526
1527         return rq;
1528 }
1529
1530 /*
1531  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1532  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1533  * 'pushing' onto another runqueue.
1534  */
1535 static int migration_cpu_stop(void *data)
1536 {
1537         struct migration_arg *arg = data;
1538         struct task_struct *p = arg->task;
1539         struct rq *rq = this_rq();
1540         struct rq_flags rf;
1541
1542         /*
1543          * The original target CPU might have gone down and we might
1544          * be on another CPU but it doesn't matter.
1545          */
1546         local_irq_disable();
1547         /*
1548          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1549          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1550          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1551          */
1552         sched_ttwu_pending();
1553
1554         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1555         rq_lock(rq, &rf);
1556         /*
1557          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1558          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1559          * we're holding p->pi_lock.
1560          */
1561         if (task_rq(p) == rq) {
1562                 if (task_on_rq_queued(p))
1563                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1564                 else
1565                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1566         }
1567         rq_unlock(rq, &rf);
1568         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1569
1570         local_irq_enable();
1571         return 0;
1572 }
1573
1574 /*
1575  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1576  * actually call this function.
1577  */
1578 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1579 {
1580         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1581         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1582 }
1583
1584 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1585 {
1586         struct rq *rq = task_rq(p);
1587         bool queued, running;
1588
1589         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1590
1591         queued = task_on_rq_queued(p);
1592         running = task_current(rq, p);
1593
1594         if (queued) {
1595                 /*
1596                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1597                  * holding rq->lock.
1598                  */
1599                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1600                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1601         }
1602         if (running)
1603                 put_prev_task(rq, p);
1604
1605         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1606
1607         if (queued)
1608                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1609         if (running)
1610                 set_next_task(rq, p);
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1615  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1616  * is removed from the allowed bitmask.
1617  *
1618  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1619  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1620  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1621  */
1622 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1623                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1624 {
1625         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1626         unsigned int dest_cpu;
1627         struct rq_flags rf;
1628         struct rq *rq;
1629         int ret = 0;
1630
1631         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1632         update_rq_clock(rq);
1633
1634         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1635                 /*
1636                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1637                  */
1638                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1639         }
1640
1641         /*
1642          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1643          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1644          */
1645         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1646                 ret = -EINVAL;
1647                 goto out;
1648         }
1649
1650         if (cpumask_equal(p->cpus_ptr, new_mask))
1651                 goto out;
1652
1653         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1654         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1655                 ret = -EINVAL;
1656                 goto out;
1657         }
1658
1659         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1660
1661         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1662                 /*
1663                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1664                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1665                  */
1666                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1667                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1668                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1669         }
1670
1671         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1672         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1673                 goto out;
1674
1675         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1676                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1677                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1678                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1679                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1680                 return 0;
1681         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1682                 /*
1683                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1684                  * afterwards anyway.
1685                  */
1686                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1687         }
1688 out:
1689         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1690
1691         return ret;
1692 }
1693
1694 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1695 {
1696         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1697 }
1698 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1699
1700 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1701 {
1702 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1703         /*
1704          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1705          * ttwu() will sort out the placement.
1706          */
1707         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1708                         !p->on_rq);
1709
1710         /*
1711          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1712          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1713          * time relying on p->on_rq.
1714          */
1715         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1716                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1717                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1718
1719 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1720         /*
1721          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1722          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1723          *
1724          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1725          * see task_group().
1726          *
1727          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1728          * task_rq_lock().
1729          */
1730         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1731                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1732 #endif
1733         /*
1734          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1735          */
1736         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1737 #endif
1738
1739         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1740
1741         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1742                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1743                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1744                 p->se.nr_migrations++;
1745                 rseq_migrate(p);
1746                 perf_event_task_migrate(p);
1747         }
1748
1749         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1750 }
1751
1752 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1753 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1754 {
1755         if (task_on_rq_queued(p)) {
1756                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1757                 struct rq_flags srf, drf;
1758
1759                 src_rq = task_rq(p);
1760                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1761
1762                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1763                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1764
1765                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1766                 set_task_cpu(p, cpu);
1767                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1768                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1769
1770                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1771                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1772
1773         } else {
1774                 /*
1775                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1776                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1777                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1778                  */
1779                 p->wake_cpu = cpu;
1780         }
1781 }
1782
1783 struct migration_swap_arg {
1784         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1785         int src_cpu, dst_cpu;
1786 };
1787
1788 static int migrate_swap_stop(void *data)
1789 {
1790         struct migration_swap_arg *arg = data;
1791         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1792         int ret = -EAGAIN;
1793
1794         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1795                 return -EAGAIN;
1796
1797         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1798         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1799
1800         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1801                         &arg->dst_task->pi_lock);
1802         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1803
1804         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1805                 goto unlock;
1806
1807         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1808                 goto unlock;
1809
1810         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1811                 goto unlock;
1812
1813         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1814                 goto unlock;
1815
1816         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1817         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1818
1819         ret = 0;
1820
1821 unlock:
1822         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1823         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1824         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1825
1826         return ret;
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Cross migrate two tasks
1831  */
1832 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1833                 int target_cpu, int curr_cpu)
1834 {
1835         struct migration_swap_arg arg;
1836         int ret = -EINVAL;
1837
1838         arg = (struct migration_swap_arg){
1839                 .src_task = cur,
1840                 .src_cpu = curr_cpu,
1841                 .dst_task = p,
1842                 .dst_cpu = target_cpu,
1843         };
1844
1845         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1846                 goto out;
1847
1848         /*
1849          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1850          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1851          */
1852         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1853                 goto out;
1854
1855         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1856                 goto out;
1857
1858         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1859                 goto out;
1860
1861         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1862         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1863
1864 out:
1865         return ret;
1866 }
1867 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1868
1869 /*
1870  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1871  *
1872  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1873  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1874  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1875  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1876  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1877  * @p has remained unscheduled the whole time.
1878  *
1879  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1880  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1881  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1882  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1883  * waiting to become inactive.
1884  */
1885 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1886 {
1887         int running, queued;
1888         struct rq_flags rf;
1889         unsigned long ncsw;
1890         struct rq *rq;
1891
1892         for (;;) {
1893                 /*
1894                  * We do the initial early heuristics without holding
1895                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1896                  * the runqueue lock when things look like they will
1897                  * work out!
1898                  */
1899                 rq = task_rq(p);
1900
1901                 /*
1902                  * If the task is actively running on another CPU
1903                  * still, just relax and busy-wait without holding
1904                  * any locks.
1905                  *
1906                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1907                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1908                  * But we don't care, since "task_running()" will
1909                  * return false if the runqueue has changed and p
1910                  * is actually now running somewhere else!
1911                  */
1912                 while (task_running(rq, p)) {
1913                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1914                                 return 0;
1915                         cpu_relax();
1916                 }
1917
1918                 /*
1919                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1920                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1921                  * just go back and repeat.
1922                  */
1923                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1924                 trace_sched_wait_task(p);
1925                 running = task_running(rq, p);
1926                 queued = task_on_rq_queued(p);
1927                 ncsw = 0;
1928                 if (!match_state || p->state == match_state)
1929                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1930                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1931
1932                 /*
1933                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1934                  */
1935                 if (unlikely(!ncsw))
1936                         break;
1937
1938                 /*
1939                  * Was it really running after all now that we
1940                  * checked with the proper locks actually held?
1941                  *
1942                  * Oops. Go back and try again..
1943                  */
1944                 if (unlikely(running)) {
1945                         cpu_relax();
1946                         continue;
1947                 }
1948
1949                 /*
1950                  * It's not enough that it's not actively running,
1951                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1952                  * preempted!
1953                  *
1954                  * So if it was still runnable (but just not actively
1955                  * running right now), it's preempted, and we should
1956                  * yield - it could be a while.
1957                  */
1958                 if (unlikely(queued)) {
1959                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1960
1961                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1962                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1963                         continue;
1964                 }
1965
1966                 /*
1967                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1968                  * runnable, which means that it will never become
1969                  * running in the future either. We're all done!
1970                  */
1971                 break;
1972         }
1973
1974         return ncsw;
1975 }
1976
1977 /***
1978  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1979  * @p: the to-be-kicked thread
1980  *
1981  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1982  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1983  *
1984  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1985  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1986  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1987  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1988  * achieved as well.
1989  */
1990 void kick_process(struct task_struct *p)
1991 {
1992         int cpu;
1993
1994         preempt_disable();
1995         cpu = task_cpu(p);
1996         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1997                 smp_send_reschedule(cpu);
1998         preempt_enable();
1999 }
2000 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2001
2002 /*
2003  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2004  *
2005  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2006  *
2007  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2008  *
2009  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2010  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2011  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2012  *    see it.
2013  *
2014  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2015  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2016  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2017  *    off.
2018  *
2019  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2020  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2021  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2022  * to satisfy the above rules.
2023  */
2024 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2025 {
2026         int nid = cpu_to_node(cpu);
2027         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2028         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2029         int dest_cpu;
2030
2031         /*
2032          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2033          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2034          * select the CPU on the other node.
2035          */
2036         if (nid != -1) {
2037                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2038
2039                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2040                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2041                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2042                                 continue;
2043                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2044                                 return dest_cpu;
2045                 }
2046         }
2047
2048         for (;;) {
2049                 /* Any allowed, online CPU? */
2050                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2051                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2052                                 continue;
2053
2054                         goto out;
2055                 }
2056
2057                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2058                 switch (state) {
2059                 case cpuset:
2060                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2061                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2062                                 state = possible;
2063                                 break;
2064                         }
2065                         /* Fall-through */
2066                 case possible:
2067                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2068                         state = fail;
2069                         break;
2070
2071                 case fail:
2072                         BUG();
2073                         break;
2074                 }
2075         }
2076
2077 out:
2078         if (state != cpuset) {
2079                 /*
2080                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2081                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2082                  * leave kernel.
2083                  */
2084                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2085                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2086                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2087                 }
2088         }
2089
2090         return dest_cpu;
2091 }
2092
2093 /*
2094  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2095  */
2096 static inline
2097 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2098 {
2099         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2100
2101         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2102                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2103         else
2104                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2105
2106         /*
2107          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2108          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2109          * CPU.
2110          *
2111          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2112          *
2113          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2114          *   not worry about this generic constraint ]
2115          */
2116         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2117                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2118
2119         return cpu;
2120 }
2121
2122 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2123 {
2124         s64 diff = sample - *avg;
2125         *avg += diff >> 3;
2126 }
2127
2128 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2129 {
2130         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2131         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2132
2133         if (stop) {
2134                 /*
2135                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2136                  * userspace knows about and won't get confused about.
2137                  *
2138                  * Also, it will make PI more or less work without too
2139                  * much confusion -- but then, stop work should not
2140                  * rely on PI working anyway.
2141                  */
2142                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2143
2144                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2145         }
2146
2147         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2148
2149         if (old_stop) {
2150                 /*
2151                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2152                  * it can die in pieces.
2153                  */
2154                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2155         }
2156 }
2157
2158 #else
2159
2160 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2161                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2162 {
2163         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2164 }
2165
2166 #endif /* CONFIG_SMP */
2167
2168 static void
2169 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2170 {
2171         struct rq *rq;
2172
2173         if (!schedstat_enabled())
2174                 return;
2175
2176         rq = this_rq();
2177
2178 #ifdef CONFIG_SMP
2179         if (cpu == rq->cpu) {
2180                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2181                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2182         } else {
2183                 struct sched_domain *sd;
2184
2185                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2186                 rcu_read_lock();
2187                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2188                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2189                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2190                                 break;
2191                         }
2192                 }
2193                 rcu_read_unlock();
2194         }
2195
2196         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2197                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2198 #endif /* CONFIG_SMP */
2199
2200         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2201         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2202
2203         if (wake_flags & WF_SYNC)
2204                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2205 }
2206
2207 /*
2208  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2209  */
2210 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2211                            struct rq_flags *rf)
2212 {
2213         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2214         p->state = TASK_RUNNING;
2215         trace_sched_wakeup(p);
2216
2217 #ifdef CONFIG_SMP
2218         if (p->sched_class->task_woken) {
2219                 /*
2220                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2221                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2222                  */
2223                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2224                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2225                 rq_repin_lock(rq, rf);
2226         }
2227
2228         if (rq->idle_stamp) {
2229                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2230                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2231
2232                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2233
2234                 if (rq->avg_idle > max)
2235                         rq->avg_idle = max;
2236
2237                 rq->idle_stamp = 0;
2238         }
2239 #endif
2240 }
2241
2242 static void
2243 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2244                  struct rq_flags *rf)
2245 {
2246         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2247
2248         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2249
2250 #ifdef CONFIG_SMP
2251         if (p->sched_contributes_to_load)
2252                 rq->nr_uninterruptible--;
2253
2254         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2255                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2256 #endif
2257
2258         activate_task(rq, p, en_flags);
2259         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2260 }
2261
2262 /*
2263  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2264  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2265  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2266  * the task is still ->on_rq.
2267  */
2268 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2269 {
2270         struct rq_flags rf;
2271         struct rq *rq;
2272         int ret = 0;
2273
2274         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2275         if (task_on_rq_queued(p)) {
2276                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2277                 update_rq_clock(rq);
2278                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2279                 ret = 1;
2280         }
2281         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2282
2283         return ret;
2284 }
2285
2286 #ifdef CONFIG_SMP
2287 void sched_ttwu_pending(void)
2288 {
2289         struct rq *rq = this_rq();
2290         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2291         struct task_struct *p, *t;
2292         struct rq_flags rf;
2293
2294         if (!llist)
2295                 return;
2296
2297         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2298         update_rq_clock(rq);
2299
2300         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2301                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2302
2303         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2304 }
2305
2306 void scheduler_ipi(void)
2307 {
2308         /*
2309          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
2310          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
2311          * this IPI.
2312          */
2313         preempt_fold_need_resched();
2314
2315         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2316                 return;
2317
2318         /*
2319          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2320          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2321          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2322          * we do call them.
2323          *
2324          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2325          * properly.
2326          *
2327          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2328          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2329          * somewhat pessimize the simple resched case.
2330          */
2331         irq_enter();
2332         sched_ttwu_pending();
2333
2334         /*
2335          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2336          */
2337         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
2338                 this_rq()->idle_balance = 1;
2339                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2340         }
2341         irq_exit();
2342 }
2343
2344 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2345 {
2346         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2347
2348         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2349
2350         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
2351                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2352                         smp_send_reschedule(cpu);
2353                 else
2354                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2355         }
2356 }
2357
2358 void wake_up_if_idle(int cpu)
2359 {
2360         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2361         struct rq_flags rf;
2362
2363         rcu_read_lock();
2364
2365         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2366                 goto out;
2367
2368         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2369                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2370         } else {
2371                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2372                 if (is_idle_task(rq->curr))
2373                         smp_send_reschedule(cpu);
2374                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2375                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2376         }
2377
2378 out:
2379         rcu_read_unlock();
2380 }
2381
2382 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2383 {
2384         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2385 }
2386 #endif /* CONFIG_SMP */
2387
2388 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2389 {
2390         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2391         struct rq_flags rf;
2392
2393 #if defined(CONFIG_SMP)
2394         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2395                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2396                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
2397                 return;
2398         }
2399 #endif
2400
2401         rq_lock(rq, &rf);
2402         update_rq_clock(rq);
2403         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2404         rq_unlock(rq, &rf);
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2409  *
2410  *  MIGRATION
2411  *
2412  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2413  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2414  * execution on its new CPU [c1].
2415  *
2416  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2417  *
2418  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2419  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2420  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2421  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2422  *
2423  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2424  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2425  *
2426  * Example:
2427  *
2428  *   CPU0            CPU1            CPU2
2429  *
2430  *   LOCK rq(0)->lock
2431  *   sched-out X
2432  *   sched-in Y
2433  *   UNLOCK rq(0)->lock
2434  *
2435  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2436  *                                   dequeue X
2437  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2438  *
2439  *                                   LOCK rq(1)->lock
2440  *                                   enqueue X
2441  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2442  *
2443  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2444  *                   sched-out Z
2445  *                   sched-in X
2446  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2447  *
2448  *
2449  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2450  *
2451  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2452  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2453  * chain to provide order. Instead we do:
2454  *
2455  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2456  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2457  *
2458  * Example:
2459  *
2460  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2461  *
2462  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2463  *   dequeue X
2464  *   sched-out X
2465  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2466  *
2467  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2468  *                    X->state = WAKING
2469  *                    set_task_cpu(X,2)
2470  *
2471  *                    LOCK rq(2)->lock
2472  *                    enqueue X
2473  *                    X->state = RUNNING
2474  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2475  *
2476  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2477  *                                          sched-out Z
2478  *                                          sched-in X
2479  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2480  *
2481  *                    UNLOCK X->pi_lock
2482  *   UNLOCK rq(0)->lock
2483  *
2484  *
2485  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2486  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2487  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2488  */
2489
2490 /**
2491  * try_to_wake_up - wake up a thread
2492  * @p: the thread to be awakened
2493  * @state: the mask of task states that can be woken
2494  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2495  *
2496  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2497  *
2498  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2499  *
2500  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2501  * set_current_state().
2502  *
2503  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2504  * state; see set_current_state().
2505  *
2506  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2507  *         %false otherwise.
2508  */
2509 static int
2510 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2511 {
2512         unsigned long flags;
2513         int cpu, success = 0;
2514
2515         preempt_disable();
2516         if (p == current) {
2517                 /*
2518                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2519                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2520                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2521                  * without taking any locks.
2522                  *
2523                  * In particular:
2524                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2525                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2526                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2527                  */
2528                 if (!(p->state & state))
2529                         goto out;
2530
2531                 success = 1;
2532                 cpu = task_cpu(p);
2533                 trace_sched_waking(p);
2534                 p->state = TASK_RUNNING;
2535                 trace_sched_wakeup(p);
2536                 goto out;
2537         }
2538
2539         /*
2540          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2541          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2542          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2543          * set_current_state() the waiting thread does.
2544          */
2545         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2546         smp_mb__after_spinlock();
2547         if (!(p->state & state))
2548                 goto unlock;
2549
2550         trace_sched_waking(p);
2551
2552         /* We're going to change ->state: */
2553         success = 1;
2554         cpu = task_cpu(p);
2555
2556         /*
2557          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2558          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2559          * in smp_cond_load_acquire() below.
2560          *
2561          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2562          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2563          *   UNLOCK rq->lock
2564          *
2565          * __schedule() (switch to task 'p')
2566          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2567          *   smp_mb__after_spinlock();
2568          *   UNLOCK rq->lock
2569          *
2570          * [task p]
2571          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2572          *
2573          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2574          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2575          */
2576         smp_rmb();
2577         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2578                 goto unlock;
2579
2580 #ifdef CONFIG_SMP
2581         /*
2582          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2583          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2584          *
2585          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2586          * from the runqueue.
2587          *
2588          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2589          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2590          *   UNLOCK rq->lock
2591          *
2592          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2593          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2594          *   smp_mb__after_spinlock();
2595          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2596          *
2597          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2598          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2599          */
2600         smp_rmb();
2601
2602         /*
2603          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2604          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2605          *
2606          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2607          *
2608          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2609          * their previous state and preserve Program Order.
2610          */
2611         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2612
2613         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2614         p->state = TASK_WAKING;
2615
2616         if (p->in_iowait) {
2617                 delayacct_blkio_end(p);
2618                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2619         }
2620
2621         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2622         if (task_cpu(p) != cpu) {
2623                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2624                 psi_ttwu_dequeue(p);
2625                 set_task_cpu(p, cpu);
2626         }
2627
2628 #else /* CONFIG_SMP */
2629
2630         if (p->in_iowait) {
2631                 delayacct_blkio_end(p);
2632                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2633         }
2634
2635 #endif /* CONFIG_SMP */
2636
2637         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2638 unlock:
2639         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2640 out:
2641         if (success)
2642                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2643         preempt_enable();
2644
2645         return success;
2646 }
2647
2648 /**
2649  * wake_up_process - Wake up a specific process
2650  * @p: The process to be woken up.
2651  *
2652  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2653  * processes.
2654  *
2655  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2656  *
2657  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2658  */
2659 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2660 {
2661         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2662 }
2663 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2664
2665 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2666 {
2667         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2668 }
2669
2670 /*
2671  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2672  * p is forked by current.
2673  *
2674  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2675  */
2676 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2677 {
2678         p->on_rq                        = 0;
2679
2680         p->se.on_rq                     = 0;
2681         p->se.exec_start                = 0;
2682         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2683         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2684         p->se.nr_migrations             = 0;
2685         p->se.vruntime                  = 0;
2686         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2687
2688 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2689         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2690 #endif
2691
2692 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2693         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2694         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2695 #endif
2696
2697         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2698         init_dl_task_timer(&p->dl);
2699         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2700         __dl_clear_params(p);
2701
2702         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2703         p->rt.timeout           = 0;
2704         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2705         p->rt.on_rq             = 0;
2706         p->rt.on_list           = 0;
2707
2708 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2709         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2710 #endif
2711
2712 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2713         p->capture_control = NULL;
2714 #endif
2715         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2716 }
2717
2718 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2719
2720 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2721
2722 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2723 {
2724         if (enabled)
2725                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2726         else
2727                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2728 }
2729
2730 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2731 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2732                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2733 {
2734         struct ctl_table t;
2735         int err;
2736         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2737
2738         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2739                 return -EPERM;
2740
2741         t = *table;
2742         t.data = &state;
2743         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2744         if (err < 0)
2745                 return err;
2746         if (write)
2747                 set_numabalancing_state(state);
2748         return err;
2749 }
2750 #endif
2751 #endif
2752
2753 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2754
2755 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2756 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2757
2758 static void set_schedstats(bool enabled)
2759 {
2760         if (enabled)
2761                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2762         else
2763                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2764 }
2765
2766 void force_schedstat_enabled(void)
2767 {
2768         if (!schedstat_enabled()) {
2769                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2770                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2771         }
2772 }
2773
2774 static int __init setup_schedstats(char *str)
2775 {
2776         int ret = 0;
2777         if (!str)
2778                 goto out;
2779
2780         /*
2781          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2782          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2783          * variable so init_schedstats() can do it later.
2784          */
2785         if (!strcmp(str, "enable")) {
2786                 __sched_schedstats = true;
2787                 ret = 1;
2788         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2789                 __sched_schedstats = false;
2790                 ret = 1;
2791         }
2792 out:
2793         if (!ret)
2794                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2795
2796         return ret;
2797 }
2798 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2799
2800 static void __init init_schedstats(void)
2801 {
2802         set_schedstats(__sched_schedstats);
2803 }
2804
2805 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2806 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2807                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2808 {
2809         struct ctl_table t;
2810         int err;
2811         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2812
2813         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2814                 return -EPERM;
2815
2816         t = *table;
2817         t.data = &state;
2818         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2819         if (err < 0)
2820                 return err;
2821         if (write)
2822                 set_schedstats(state);
2823         return err;
2824 }
2825 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2826 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2827 static inline void init_schedstats(void) {}
2828 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2829
2830 /*
2831  * fork()/clone()-time setup:
2832  */
2833 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2834 {
2835         unsigned long flags;
2836
2837         __sched_fork(clone_flags, p);
2838         /*
2839          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2840          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2841          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2842          */
2843         p->state = TASK_NEW;
2844
2845         /*
2846          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2847          */
2848         p->prio = current->normal_prio;
2849
2850         uclamp_fork(p);
2851
2852         /*
2853          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2854          */
2855         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2856                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2857                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2858                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2859                         p->rt_priority = 0;
2860                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2861                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2862
2863                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2864                 set_load_weight(p, false);
2865
2866                 /*
2867                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2868                  * fulfilled its duty:
2869                  */
2870                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2871         }
2872
2873         if (dl_prio(p->prio))
2874                 return -EAGAIN;
2875         else if (rt_prio(p->prio))
2876                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2877         else
2878                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2879
2880         init_entity_runnable_average(&p->se);
2881
2882         /*
2883          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2884          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2885          * is ran before sched_fork().
2886          *
2887          * Silence PROVE_RCU.
2888          */
2889         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2890         /*
2891          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2892          * so use __set_task_cpu().
2893          */
2894         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2895         if (p->sched_class->task_fork)
2896                 p->sched_class->task_fork(p);
2897         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2898
2899 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2900         if (likely(sched_info_on()))
2901                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2902 #endif
2903 #if defined(CONFIG_SMP)
2904         p->on_cpu = 0;
2905 #endif
2906         init_task_preempt_count(p);
2907 #ifdef CONFIG_SMP
2908         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2909         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2910 #endif
2911         return 0;
2912 }
2913
2914 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2915 {
2916         if (runtime == RUNTIME_INF)
2917                 return BW_UNIT;
2918
2919         /*
2920          * Doing this here saves a lot of checks in all
2921          * the calling paths, and returning zero seems
2922          * safe for them anyway.
2923          */
2924         if (period == 0)
2925                 return 0;
2926
2927         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2928 }
2929
2930 /*
2931  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2932  *
2933  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2934  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2935  * on the runqueue and wakes it.
2936  */
2937 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2938 {
2939         struct rq_flags rf;
2940         struct rq *rq;
2941
2942         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2943         p->state = TASK_RUNNING;
2944 #ifdef CONFIG_SMP
2945         /*
2946          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2947          *  - cpus_ptr can change in the fork path
2948          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2949          *
2950          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2951          * as we're not fully set-up yet.
2952          */
2953         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2954         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2955 #endif
2956         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2957         update_rq_clock(rq);
2958         post_init_entity_util_avg(p);
2959
2960         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2961         trace_sched_wakeup_new(p);
2962         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2963 #ifdef CONFIG_SMP
2964         if (p->sched_class->task_woken) {
2965                 /*
2966                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2967                  * drop it.
2968                  */
2969                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2970                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2971                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2972         }
2973 #endif
2974         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2975 }
2976
2977 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2978
2979 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2980
2981 void preempt_notifier_inc(void)
2982 {
2983         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2984 }
2985 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2986
2987 void preempt_notifier_dec(void)
2988 {
2989         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2990 }
2991 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2992
2993 /**
2994  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2995  * @notifier: notifier struct to register
2996  */
2997 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2998 {
2999         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3000                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3001
3002         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3003 }
3004 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3005
3006 /**
3007  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3008  * @notifier: notifier struct to unregister
3009  *
3010  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3011  */
3012 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3013 {
3014         hlist_del(&notifier->link);
3015 }
3016 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3017
3018 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3019 {
3020         struct preempt_notifier *notifier;
3021
3022         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3023                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3024 }
3025
3026 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3027 {
3028         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3029                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3030 }
3031
3032 static void
3033 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3034                                    struct task_struct *next)
3035 {
3036         struct preempt_notifier *notifier;
3037
3038         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3039                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3040 }
3041
3042 static __always_inline void
3043 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3044                                  struct task_struct *next)
3045 {
3046         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3047                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3048 }
3049
3050 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3051
3052 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3053 {
3054 }
3055
3056 static inline void
3057 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3058                                  struct task_struct *next)
3059 {
3060 }
3061
3062 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3063
3064 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3065 {
3066 #ifdef CONFIG_SMP
3067         /*
3068          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3069          * such that any running task will have this set.
3070          */
3071         next->on_cpu = 1;
3072 #endif
3073 }
3074
3075 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3076 {
3077 #ifdef CONFIG_SMP
3078         /*
3079          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3080          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3081          * finished.
3082          *
3083          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3084          * happen before this.
3085          *
3086          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3087          */
3088         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3089 #endif
3090 }
3091
3092 static inline void
3093 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3094 {
3095         /*
3096          * Since the runqueue lock will be released by the next
3097          * task (which is an invalid locking op but in the case
3098          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3099          * do an early lockdep release here:
3100          */
3101         rq_unpin_lock(rq, rf);
3102         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3103 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3104         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3105         rq->lock.owner = next;
3106 #endif
3107 }
3108
3109 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3110 {
3111         /*
3112          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3113          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3114          * prev into current:
3115          */
3116         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3117         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3118 }
3119
3120 /*
3121  * NOP if the arch has not defined these:
3122  */
3123
3124 #ifndef prepare_arch_switch
3125 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3126 #endif
3127
3128 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3129 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3130 #endif
3131
3132 /**
3133  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3134  * @rq: the runqueue preparing to switch
3135  * @prev: the current task that is being switched out
3136  * @next: the task we are going to switch to.
3137  *
3138  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3139  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3140  * switch.
3141  *
3142  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3143  * hooks.
3144  */
3145 static inline void
3146 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3147                     struct task_struct *next)
3148 {
3149         kcov_prepare_switch(prev);
3150         sched_info_switch(rq, prev, next);
3151         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3152         rseq_preempt(prev);
3153         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3154         prepare_task(next);
3155         prepare_arch_switch(next);
3156 }
3157
3158 /**
3159  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3160  * @prev: the thread we just switched away from.
3161  *
3162  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3163  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3164  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3165  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3166  *
3167  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3168  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3169  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3170  * details.)
3171  *
3172  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3173  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3174  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3175  * because prev may have moved to another CPU.
3176  */
3177 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3178         __releases(rq->lock)
3179 {
3180         struct rq *rq = this_rq();
3181         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3182         long prev_state;
3183
3184         /*
3185          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3186          * because it left us after:
3187          *
3188          *      schedule()
3189          *        preempt_disable();                    // 1
3190          *        __schedule()
3191          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3192          *
3193          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3194          */
3195         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3196                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3197                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3198                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3199
3200         rq->prev_mm = NULL;
3201
3202         /*
3203          * A task struct has one reference for the use as "current".
3204          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3205          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3206          * the scheduled task must drop that reference.
3207          *
3208          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3209          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3210          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3211          * transition, resulting in a double drop.
3212          */
3213         prev_state = prev->state;
3214         vtime_task_switch(prev);
3215         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3216         finish_task(prev);
3217         finish_lock_switch(rq);
3218         finish_arch_post_lock_switch();
3219         kcov_finish_switch(current);
3220
3221         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3222         /*
3223          * When switching through a kernel thread, the loop in
3224          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3225          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3226          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3227          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3228          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3229          *
3230          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3231          *   provided by mmdrop(),
3232          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3233          */
3234         if (mm) {
3235                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3236                 mmdrop(mm);
3237         }
3238         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3239                 if (prev->sched_class->task_dead)
3240                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3241
3242                 /*
3243                  * Remove function-return probe instances associated with this
3244                  * task and put them back on the free list.
3245                  */
3246                 kprobe_flush_task(prev);
3247
3248                 /* Task is done with its stack. */
3249                 put_task_stack(prev);
3250
3251                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3252         }
3253
3254         tick_nohz_task_switch();
3255         return rq;
3256 }
3257
3258 #ifdef CONFIG_SMP
3259
3260 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3261 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3262 {
3263         struct callback_head *head, *next;
3264         void (*func)(struct rq *rq);
3265         unsigned long flags;
3266
3267         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3268         head = rq->balance_callback;
3269         rq->balance_callback = NULL;
3270         while (head) {
3271                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3272                 next = head->next;
3273                 head->next = NULL;
3274                 head = next;
3275
3276                 func(rq);
3277         }
3278         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3279 }
3280
3281 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3282 {
3283         if (unlikely(rq->balance_callback))
3284                 __balance_callback(rq);
3285 }
3286
3287 #else
3288
3289 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3290 {
3291 }
3292
3293 #endif
3294
3295 /**
3296  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3297  * @prev: the thread we just switched away from.
3298  */
3299 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3300         __releases(rq->lock)
3301 {
3302         struct rq *rq;
3303
3304         /*
3305          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3306          * finish_task_switch() for details.
3307          *
3308          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3309          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3310          * PREEMPT_COUNT kernels).
3311          */
3312
3313         rq = finish_task_switch(prev);
3314         balance_callback(rq);
3315         preempt_enable();
3316
3317         if (current->set_child_tid)
3318                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3319
3320         calculate_sigpending();
3321 }
3322
3323 /*
3324  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3325  */
3326 static __always_inline struct rq *
3327 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3328                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3329 {
3330         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3331
3332         /*
3333          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3334          * combine the page table reload and the switch backend into
3335          * one hypercall.
3336          */
3337         arch_start_context_switch(prev);
3338
3339         /*
3340          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3341          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3342          *
3343          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3344          *   user ->   user   switch
3345          */
3346         if (!next->mm) {                                // to kernel
3347                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3348
3349                 next->active_mm = prev->active_mm;
3350                 if (prev->mm)                           // from user
3351                         mmgrab(prev->active_mm);
3352                 else
3353                         prev->active_mm = NULL;
3354         } else {                                        // to user
3355                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3356                 /*
3357                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3358                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3359                  *
3360                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3361                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3362                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3363                  */
3364                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3365
3366                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3367                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3368                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3369                         prev->active_mm = NULL;
3370                 }
3371         }
3372
3373         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3374
3375         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3376
3377         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3378         switch_to(prev, next, prev);
3379         barrier();
3380
3381         return finish_task_switch(prev);
3382 }
3383
3384 /*
3385  * nr_running and nr_context_switches:
3386  *
3387  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3388  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3389  */
3390 unsigned long nr_running(void)
3391 {
3392         unsigned long i, sum = 0;
3393
3394         for_each_online_cpu(i)
3395                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3396
3397         return sum;
3398 }
3399
3400 /*
3401  * Check if only the current task is running on the CPU.
3402  *
3403  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3404  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3405  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3406  *
3407  * - from a non-preemptible section (of course)
3408  *
3409  * - from a thread that is bound to a single CPU
3410  *
3411  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3412  */
3413 bool single_task_running(void)
3414 {
3415         return raw_rq()->nr_running == 1;
3416 }
3417 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3418
3419 unsigned long long nr_context_switches(void)
3420 {
3421         int i;
3422         unsigned long long sum = 0;
3423
3424         for_each_possible_cpu(i)
3425                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3426
3427         return sum;
3428 }
3429
3430 /*
3431  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3432  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3433  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3434  * it does become runnable.
3435  */
3436
3437 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3438 {
3439         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3440 }
3441
3442 /*
3443  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3444  *
3445  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3446  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3447  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3448  *
3449  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3450  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3451  * running and we'd not be idle.
3452  *
3453  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3454  * is broken.
3455  *
3456  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3457  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3458  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3459  * utilising both CPUs.
3460  *
3461  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3462  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3463  *
3464  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3465  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3466  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3467  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3468  *
3469  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3470  */
3471
3472 unsigned long nr_iowait(void)
3473 {
3474         unsigned long i, sum = 0;
3475
3476         for_each_possible_cpu(i)
3477                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3478
3479         return sum;
3480 }
3481
3482 #ifdef CONFIG_SMP
3483
3484 /*
3485  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3486  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3487  */
3488 void sched_exec(void)
3489 {
3490         struct task_struct *p = current;
3491         unsigned long flags;
3492         int dest_cpu;
3493
3494         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3495         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3496         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3497                 goto unlock;
3498
3499         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3500                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3501
3502                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3503                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3504                 return;
3505         }
3506 unlock:
3507         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3508 }
3509
3510 #endif
3511
3512 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3513 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3514
3515 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3516 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3517
3518 /*
3519  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3520  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3521  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3522  * Prefetching this data results in improved performance.
3523  */
3524 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3525 {
3526 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3527         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3528 #else
3529         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3530 #endif
3531         prefetch(curr);
3532         prefetch(&curr->exec_start);
3533 }
3534
3535 /*
3536  * Return accounted runtime for the task.
3537  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3538  * pending runtime that have not been accounted yet.
3539  */
3540 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3541 {
3542         struct rq_flags rf;
3543         struct rq *rq;
3544         u64 ns;
3545
3546 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3547         /*
3548          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3549          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3550          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3551          *
3552          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3553          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3554          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3555          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3556          * been accounted, so we're correct here as well.
3557          */
3558         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3559                 return p->se.sum_exec_runtime;
3560 #endif
3561
3562         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3563         /*
3564          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3565          * project cycles that may never be accounted to this
3566          * thread, breaking clock_gettime().
3567          */
3568         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3569                 prefetch_curr_exec_start(p);
3570                 update_rq_clock(rq);
3571                 p->sched_class->update_curr(rq);
3572         }
3573         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3574         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3575
3576         return ns;
3577 }
3578
3579 /*
3580  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3581  * We call it with interrupts disabled.
3582  */
3583 void scheduler_tick(void)
3584 {
3585         int cpu = smp_processor_id();
3586         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3587         struct task_struct *curr = rq->curr;
3588         struct rq_flags rf;
3589
3590         arch_scale_freq_tick();
3591         sched_clock_tick();
3592
3593         rq_lock(rq, &rf);
3594
3595         update_rq_clock(rq);
3596         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3597         calc_global_load_tick(rq);
3598         psi_task_tick(rq);
3599
3600         rq_unlock(rq, &rf);
3601
3602         perf_event_task_tick();
3603
3604 #ifdef CONFIG_SMP
3605         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3606         trigger_load_balance(rq);
3607 #endif
3608 }
3609
3610 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3611
3612 struct tick_work {
3613         int                     cpu;
3614         atomic_t                state;
3615         struct delayed_work     work;
3616 };
3617 /* Values for ->state, see diagram below. */
3618 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3619 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3620 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3621
3622 /*
3623  * State diagram for ->state:
3624  *
3625  *
3626  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3627  *                    |   ^
3628  *                    |   |
3629  *                    |   | sched_tick_remote()
3630  *                    |   |
3631  *                    |   |
3632  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3633  *                    |   ^
3634  *                    |   |
3635  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3636  *                    |   |
3637  *                    V   |
3638  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3639  *
3640  *
3641  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3642  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3643  */
3644
3645 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3646
3647 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3648 {
3649         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3650         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3651         int cpu = twork->cpu;
3652         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3653         struct task_struct *curr;
3654         struct rq_flags rf;
3655         u64 delta;
3656         int os;
3657
3658         /*
3659          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3660          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3661          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3662          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3663          * of when exactly it is running.
3664          */
3665         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3666                 goto out_requeue;
3667
3668         rq_lock_irq(rq, &rf);
3669         curr = rq->curr;
3670         if (cpu_is_offline(cpu))
3671                 goto out_unlock;
3672
3673         update_rq_clock(rq);
3674
3675         if (!is_idle_task(curr)) {
3676                 /*
3677                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3678                  * amount of time.
3679                  */
3680                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3681                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3682         }
3683         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3684
3685         calc_load_nohz_remote(rq);
3686 out_unlock:
3687         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3688 out_requeue:
3689
3690         /*
3691          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3692          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3693          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3694          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3695          */
3696         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3697         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3698         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3699                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3700 }
3701
3702 static void sched_tick_start(int cpu)
3703 {
3704         int os;
3705         struct tick_work *twork;
3706
3707         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3708                 return;
3709
3710         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3711
3712         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3713         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3714         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3715         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3716                 twork->cpu = cpu;
3717                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3718                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3719         }
3720 }
3721
3722 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3723 static void sched_tick_stop(int cpu)
3724 {
3725         struct tick_work *twork;
3726         int os;
3727
3728         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3729                 return;
3730
3731         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3732
3733         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3734         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3735         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3736         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3737         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3738 }
3739 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3740
3741 int __init sched_tick_offload_init(void)
3742 {
3743         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3744         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3745         return 0;
3746 }
3747
3748 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3749 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3750 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3751 #endif
3752
3753 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3754                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3755 /*
3756  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3757  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3758  */
3759 static inline void preempt_latency_start(int val)
3760 {
3761         if (preempt_count() == val) {
3762                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3763 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3764                 current->preempt_disable_ip = ip;
3765 #endif
3766                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3767         }
3768 }
3769
3770 void preempt_count_add(int val)
3771 {
3772 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3773         /*
3774          * Underflow?
3775          */
3776         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3777                 return;
3778 #endif
3779         __preempt_count_add(val);
3780 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3781         /*
3782          * Spinlock count overflowing soon?
3783          */
3784         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3785                                 PREEMPT_MASK - 10);
3786 #endif
3787         preempt_latency_start(val);
3788 }
3789 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3790 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3791
3792 /*
3793  * If the value passed in equals to the current preempt count
3794  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3795  */
3796 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3797 {
3798         if (preempt_count() == val)
3799                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3800 }
3801
3802 void preempt_count_sub(int val)
3803 {
3804 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3805         /*
3806          * Underflow?
3807          */
3808         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3809                 return;
3810         /*
3811          * Is the spinlock portion underflowing?
3812          */
3813         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3814                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3815                 return;
3816 #endif
3817
3818         preempt_latency_stop(val);
3819         __preempt_count_sub(val);
3820 }
3821 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3822 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3823
3824 #else
3825 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3826 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3827 #endif
3828
3829 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3830 {
3831 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3832         return p->preempt_disable_ip;
3833 #else
3834         return 0;
3835 #endif
3836 }
3837
3838 /*
3839  * Print scheduling while atomic bug:
3840  */
3841 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3842 {
3843         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3844         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3845
3846         if (oops_in_progress)
3847                 return;
3848
3849         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3850                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3851
3852         debug_show_held_locks(prev);
3853         print_modules();
3854         if (irqs_disabled())
3855                 print_irqtrace_events(prev);
3856         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3857             && in_atomic_preempt_off()) {
3858                 pr_err("Preemption disabled at:");
3859                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3860                 pr_cont("\n");
3861         }
3862         if (panic_on_warn)
3863                 panic("scheduling while atomic\n");
3864
3865         dump_stack();
3866         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3867 }
3868
3869 /*
3870  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3871  */
3872 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3873 {
3874 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3875         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3876                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3877 #endif
3878
3879 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3880         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3881                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3882                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3883                 dump_stack();
3884                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3885         }
3886 #endif
3887
3888         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3889                 __schedule_bug(prev);
3890                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3891         }
3892         rcu_sleep_check();
3893
3894         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3895
3896         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3897 }
3898
3899 /*
3900  * Pick up the highest-prio task:
3901  */
3902 static inline struct task_struct *
3903 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3904 {
3905         const struct sched_class *class;
3906         struct task_struct *p;
3907
3908         /*
3909          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3910          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3911          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3912          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3913          */
3914         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3915                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3916                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3917
3918                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
3919                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3920                         goto restart;
3921
3922                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3923                 if (!p) {
3924                         put_prev_task(rq, prev);
3925                         p = pick_next_task_idle(rq);
3926                 }
3927
3928                 return p;
3929         }
3930
3931 restart:
3932 #ifdef CONFIG_SMP
3933         /*
3934          * We must do the balancing pass before put_next_task(), such
3935          * that when we release the rq->lock the task is in the same
3936          * state as before we took rq->lock.
3937          *
3938          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
3939          * a runnable task of @class priority or higher.
3940          */
3941         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
3942                 if (class->balance(rq, prev, rf))
3943                         break;
3944         }
3945 #endif
3946
3947         put_prev_task(rq, prev);
3948
3949         for_each_class(class) {
3950                 p = class->pick_next_task(rq);
3951                 if (p)
3952                         return p;
3953         }
3954
3955         /* The idle class should always have a runnable task: */
3956         BUG();
3957 }
3958
3959 /*
3960  * __schedule() is the main scheduler function.
3961  *
3962  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3963  *
3964  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3965  *
3966  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3967  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3968  *
3969  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3970  *      interrupt handler scheduler_tick().
3971  *
3972  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3973  *      task to the run-queue and that's it.
3974  *
3975  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3976  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3977  *      called on the nearest possible occasion:
3978  *
3979  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
3980  *
3981  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3982  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3983  *           spin_unlock()!)
3984  *
3985  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3986  *           preemptible context
3987  *
3988  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
3989  *         then at the next:
3990  *
3991  *          - cond_resched() call
3992  *          - explicit schedule() call
3993  *          - return from syscall or exception to user-space
3994  *          - return from interrupt-handler to user-space
3995  *
3996  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3997  */
3998 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3999 {
4000         struct task_struct *prev, *next;
4001         unsigned long *switch_count;
4002         struct rq_flags rf;
4003         struct rq *rq;
4004         int cpu;
4005
4006         cpu = smp_processor_id();
4007         rq = cpu_rq(cpu);
4008         prev = rq->curr;
4009
4010         schedule_debug(prev, preempt);
4011
4012         if (sched_feat(HRTICK))
4013                 hrtick_clear(rq);
4014
4015         local_irq_disable();
4016         rcu_note_context_switch(preempt);
4017
4018         /*
4019          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4020          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4021          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4022          *
4023          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4024          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4025          */
4026         rq_lock(rq, &rf);
4027         smp_mb__after_spinlock();
4028
4029         /* Promote REQ to ACT */
4030         rq->clock_update_flags <<= 1;
4031         update_rq_clock(rq);
4032
4033         switch_count = &prev->nivcsw;
4034         if (!preempt && prev->state) {
4035                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4036                         prev->state = TASK_RUNNING;
4037                 } else {
4038                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4039
4040                         if (prev->in_iowait) {
4041                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4042                                 delayacct_blkio_start();
4043                         }
4044                 }
4045                 switch_count = &prev->nvcsw;
4046         }
4047
4048         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4049         clear_tsk_need_resched(prev);
4050         clear_preempt_need_resched();
4051
4052         if (likely(prev != next)) {
4053                 rq->nr_switches++;
4054                 /*
4055                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4056                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4057                  */
4058                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4059                 /*
4060                  * The membarrier system call requires each architecture
4061                  * to have a full memory barrier after updating
4062                  * rq->curr, before returning to user-space.
4063                  *
4064                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4065                  * various architectures:
4066                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4067                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4068                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4069                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4070                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4071                  *   is a RELEASE barrier),
4072                  */
4073                 ++*switch_count;
4074
4075                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4076
4077                 /* Also unlocks the rq: */
4078                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4079         } else {
4080                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4081                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4082         }
4083
4084         balance_callback(rq);
4085 }
4086
4087 void __noreturn do_task_dead(void)
4088 {
4089         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4090         set_special_state(TASK_DEAD);
4091
4092         /* Tell freezer to ignore us: */
4093         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4094
4095         __schedule(false);
4096         BUG();
4097
4098         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4099         for (;;)
4100                 cpu_relax();
4101 }
4102
4103 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4104 {
4105         if (!tsk->state)
4106                 return;
4107
4108         /*
4109          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4110          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4111          * As this function is called inside the schedule() context,
4112          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4113          * in the possible wakeup of a kworker.
4114          */
4115         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4116                 preempt_disable();
4117                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4118                         wq_worker_sleeping(tsk);
4119                 else
4120                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4121                 preempt_enable_no_resched();
4122         }
4123
4124         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4125                 return;
4126
4127         /*
4128          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4129          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4130          */
4131         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4132                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4133 }
4134
4135 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4136 {
4137         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4138                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4139                         wq_worker_running(tsk);
4140                 else
4141                         io_wq_worker_running(tsk);
4142         }
4143 }
4144
4145 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4146 {
4147         struct task_struct *tsk = current;
4148
4149         sched_submit_work(tsk);
4150         do {
4151                 preempt_disable();
4152                 __schedule(false);
4153                 sched_preempt_enable_no_resched();
4154         } while (need_resched());
4155         sched_update_worker(tsk);
4156 }
4157 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4158
4159 /*
4160  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4161  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4162  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4163  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4164  * (schedule out non-voluntarily).
4165  *
4166  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4167  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4168  */
4169 void __sched schedule_idle(void)
4170 {
4171         /*
4172          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4173          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4174          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4175          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4176          * TASK_RUNNING state.
4177          */
4178         WARN_ON_ONCE(current->state);
4179         do {
4180                 __schedule(false);
4181         } while (need_resched());
4182 }
4183
4184 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4185 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4186 {
4187         /*
4188          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4189          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4190          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4191          * we find a better solution.
4192          *
4193          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4194          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4195          * too frequently to make sense yet.
4196          */
4197         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4198         schedule();
4199         exception_exit(prev_state);
4200 }
4201 #endif
4202
4203 /**
4204  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4205  *
4206  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4207  */
4208 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4209 {
4210         sched_preempt_enable_no_resched();
4211         schedule();
4212         preempt_disable();
4213 }
4214
4215 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4216 {
4217         do {
4218                 /*
4219                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4220                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4221                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4222                  * by the function tracer will call this function again and
4223                  * cause infinite recursion.
4224                  *
4225                  * Preemption must be disabled here before the function
4226                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4227                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4228                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4229                  * which can also be traced by the function tracer.
4230                  */
4231                 preempt_disable_notrace();
4232                 preempt_latency_start(1);
4233                 __schedule(true);
4234                 preempt_latency_stop(1);
4235                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4236
4237                 /*
4238                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4239                  * between schedule and now.
4240                  */
4241         } while (need_resched());
4242 }
4243
4244 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4245 /*
4246  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4247  * off of preempt_enable.
4248  */
4249 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4250 {
4251         /*
4252          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4253          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4254          */
4255         if (likely(!preemptible()))
4256                 return;
4257
4258         preempt_schedule_common();
4259 }
4260 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4261 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4262
4263 /**
4264  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4265  *
4266  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4267  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4268  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4269  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4270  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4271  * to be called when the system is still in usermode.
4272  *
4273  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4274  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4275  * calling the scheduler.
4276  */
4277 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4278 {
4279         enum ctx_state prev_ctx;
4280
4281         if (likely(!preemptible()))
4282                 return;
4283
4284         do {
4285                 /*
4286                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4287                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4288                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4289                  * by the function tracer will call this function again and
4290                  * cause infinite recursion.
4291                  *
4292                  * Preemption must be disabled here before the function
4293                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4294                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4295                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4296                  * which can also be traced by the function tracer.
4297                  */
4298                 preempt_disable_notrace();
4299                 preempt_latency_start(1);
4300                 /*
4301                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4302                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4303                  * an infinite recursion.
4304                  */
4305                 prev_ctx = exception_enter();
4306                 __schedule(true);
4307                 exception_exit(prev_ctx);
4308
4309                 preempt_latency_stop(1);
4310                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4311         } while (need_resched());
4312 }
4313 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4314
4315 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4316
4317 /*
4318  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4319  * off of irq context.
4320  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4321  * protect us against recursive calling from irq.
4322  */
4323 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4324 {
4325         enum ctx_state prev_state;
4326
4327         /* Catch callers which need to be fixed */
4328         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4329
4330         prev_state = exception_enter();
4331
4332         do {
4333                 preempt_disable();
4334                 local_irq_enable();
4335                 __schedule(true);
4336                 local_irq_disable();
4337                 sched_preempt_enable_no_resched();
4338         } while (need_resched());
4339
4340         exception_exit(prev_state);
4341 }
4342
4343 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4344                           void *key)
4345 {
4346         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4347 }
4348 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4349
4350 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4351
4352 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4353 {
4354         if (pi_task)
4355                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4356
4357         return prio;
4358 }
4359
4360 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4361 {
4362         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4363
4364         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4365 }
4366
4367 /*
4368  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4369  * @p: task to boost
4370  * @pi_task: donor task
4371  *
4372  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4373  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4374  *
4375  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4376  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4377  */
4378 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4379 {
4380         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4381                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4382         const struct sched_class *prev_class;
4383         struct rq_flags rf;
4384         struct rq *rq;
4385
4386         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4387         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4388
4389         /*
4390          * If nothing changed; bail early.
4391          */
4392         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4393                 return;
4394
4395         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4396         update_rq_clock(rq);
4397         /*
4398          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4399          * either lock.
4400          *
4401          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4402          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4403          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4404          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4405          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4406          */
4407         p->pi_top_task = pi_task;
4408
4409         /*
4410          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4411          */
4412         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4413                 goto out_unlock;
4414
4415         /*
4416          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4417          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4418          *
4419          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4420          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4421          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4422          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4423          * with interrupts disabled and will complete the lock
4424          * protected section without being interrupted. So there is no
4425          * real need to boost.
4426          */
4427         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4428                 WARN_ON(p != rq->curr);
4429                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4430                 goto out_unlock;
4431         }
4432
4433         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4434         oldprio = p->prio;
4435
4436         if (oldprio == prio)
4437                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4438
4439         prev_class = p->sched_class;
4440         queued = task_on_rq_queued(p);
4441         running = task_current(rq, p);
4442         if (queued)
4443                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4444         if (running)
4445                 put_prev_task(rq, p);
4446
4447         /*
4448          * Boosting condition are:
4449          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4450          *      --> -dl task blocks on mutex A
4451          *
4452          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4453          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4454          *          running task
4455          */
4456         if (dl_prio(prio)) {
4457                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4458                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4459                         p->dl.dl_boosted = 1;
4460                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4461                 } else
4462                         p->dl.dl_boosted = 0;
4463                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4464         } else if (rt_prio(prio)) {
4465                 if (dl_prio(oldprio))
4466                         p->dl.dl_boosted = 0;
4467                 if (oldprio < prio)
4468                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4469                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4470         } else {
4471                 if (dl_prio(oldprio))
4472                         p->dl.dl_boosted = 0;
4473                 if (rt_prio(oldprio))
4474                         p->rt.timeout = 0;
4475                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4476         }
4477
4478         p->prio = prio;
4479
4480         if (queued)
4481                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4482         if (running)
4483                 set_next_task(rq, p);
4484
4485         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4486 out_unlock:
4487         /* Avoid rq from going away on us: */
4488         preempt_disable();
4489         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4490
4491         balance_callback(rq);
4492         preempt_enable();
4493 }
4494 #else
4495 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4496 {
4497         return prio;
4498 }
4499 #endif
4500
4501 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4502 {
4503         bool queued, running;
4504         int old_prio;
4505         struct rq_flags rf;
4506         struct rq *rq;
4507
4508         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4509                 return;
4510         /*
4511          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4512          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4513          */
4514         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4515         update_rq_clock(rq);
4516
4517         /*
4518          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4519          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4520          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4521          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4522          */
4523         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4524                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4525                 goto out_unlock;
4526         }
4527         queued = task_on_rq_queued(p);
4528         running = task_current(rq, p);
4529         if (queued)
4530                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4531         if (running)
4532                 put_prev_task(rq, p);
4533
4534         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4535         set_load_weight(p, true);
4536         old_prio = p->prio;
4537         p->prio = effective_prio(p);
4538
4539         if (queued)
4540                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4541         if (running)
4542                 set_next_task(rq, p);
4543
4544         /*
4545          * If the task increased its priority or is running and
4546          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4547          */
4548         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
4549
4550 out_unlock:
4551         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4552 }
4553 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4554
4555 /*
4556  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4557  * @p: task
4558  * @nice: nice value
4559  */
4560 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4561 {
4562         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4563         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4564
4565         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4566                 capable(CAP_SYS_NICE));
4567 }
4568
4569 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4570
4571 /*
4572  * sys_nice - change the priority of the current process.
4573  * @increment: priority increment
4574  *
4575  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4576  * does similar things.
4577  */
4578 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4579 {
4580         long nice, retval;
4581
4582         /*
4583          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4584          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4585          * and we have a single winner.
4586          */
4587         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4588         nice = task_nice(current) + increment;
4589
4590         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4591         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4592                 return -EPERM;
4593
4594         retval = security_task_setnice(current, nice);
4595         if (retval)
4596                 return retval;
4597
4598         set_user_nice(current, nice);
4599         return 0;
4600 }
4601
4602 #endif
4603
4604 /**
4605  * task_prio - return the priority value of a given task.
4606  * @p: the task in question.
4607  *
4608  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4609  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4610  * around 0, value goes from -16 to +15.
4611  */
4612 int task_prio(const struct task_struct *p)
4613 {
4614         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4615 }
4616
4617 /**
4618  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4619  * @cpu: the processor in question.
4620  *
4621  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4622  */
4623 int idle_cpu(int cpu)
4624 {
4625         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4626
4627         if (rq->curr != rq->idle)
4628                 return 0;
4629
4630         if (rq->nr_running)
4631                 return 0;
4632
4633 #ifdef CONFIG_SMP
4634         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4635                 return 0;
4636 #endif
4637
4638         return 1;
4639 }
4640
4641 /**
4642  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4643  * @cpu: the CPU in question.
4644  *
4645  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4646  */
4647 int available_idle_cpu(int cpu)
4648 {
4649         if (!idle_cpu(cpu))
4650                 return 0;
4651
4652         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4653                 return 0;
4654
4655         return 1;
4656 }
4657
4658 /**
4659  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4660  * @cpu: the processor in question.
4661  *
4662  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4663  */
4664 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4665 {
4666         return cpu_rq(cpu)->idle;
4667 }
4668
4669 /**
4670  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4671  * @pid: the pid in question.
4672  *
4673  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4674  */
4675 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4676 {
4677         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4678 }
4679
4680 /*
4681  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4682  * it calls know not to change it.
4683  */
4684 #define SETPARAM_POLICY -1
4685
4686 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4687                 const struct sched_attr *attr)
4688 {
4689         int policy = attr->sched_policy;
4690
4691         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4692                 policy = p->policy;
4693
4694         p->policy = policy;
4695
4696         if (dl_policy(policy))
4697                 __setparam_dl(p, attr);
4698         else if (fair_policy(policy))
4699                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4700
4701         /*
4702          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4703          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4704          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4705          */
4706         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4707         p->normal_prio = normal_prio(p);
4708         set_load_weight(p, true);
4709 }
4710
4711 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4712 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4713                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4714 {
4715         /*
4716          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4717          * either.
4718          */
4719         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4720                 return;
4721
4722         __setscheduler_params(p, attr);
4723
4724         /*
4725          * Keep a potential priority boosting if called from
4726          * sched_setscheduler().
4727          */
4728         p->prio = normal_prio(p);
4729         if (keep_boost)
4730                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4731
4732         if (dl_prio(p->prio))
4733                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4734         else if (rt_prio(p->prio))
4735                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4736         else
4737                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4738 }
4739
4740 /*
4741  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4742  */
4743 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4744 {
4745         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4746         bool match;
4747
4748         rcu_read_lock();
4749         pcred = __task_cred(p);
4750         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4751                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4752         rcu_read_unlock();
4753         return match;
4754 }
4755
4756 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4757                                 const struct sched_attr *attr,
4758                                 bool user, bool pi)
4759 {
4760         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4761                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4762         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4763         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4764         const struct sched_class *prev_class;
4765         struct rq_flags rf;
4766         int reset_on_fork;
4767         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4768         struct rq *rq;
4769
4770         /* The pi code expects interrupts enabled */
4771         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4772 recheck:
4773         /* Double check policy once rq lock held: */
4774         if (policy < 0) {
4775                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4776                 policy = oldpolicy = p->policy;
4777         } else {
4778                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4779
4780                 if (!valid_policy(policy))
4781                         return -EINVAL;
4782         }
4783
4784         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4785                 return -EINVAL;
4786
4787         /*
4788          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4789          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4790          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4791          */
4792         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4793             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4794                 return -EINVAL;
4795         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4796             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4797                 return -EINVAL;
4798
4799         /*
4800          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4801          */
4802         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4803                 if (fair_policy(policy)) {
4804                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4805                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4806                                 return -EPERM;
4807                 }
4808
4809                 if (rt_policy(policy)) {
4810                         unsigned long rlim_rtprio =
4811                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4812
4813                         /* Can't set/change the rt policy: */
4814                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4815                                 return -EPERM;
4816
4817                         /* Can't increase priority: */
4818                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4819                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4820                                 return -EPERM;
4821                 }
4822
4823                  /*
4824                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4825                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4826                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4827                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4828                   */
4829                 if (dl_policy(policy))
4830                         return -EPERM;
4831
4832                 /*
4833                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4834                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4835                  */
4836                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4837                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4838                                 return -EPERM;
4839                 }
4840
4841                 /* Can't change other user's priorities: */
4842                 if (!check_same_owner(p))
4843                         return -EPERM;
4844
4845                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4846                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4847                         return -EPERM;
4848         }
4849
4850         if (user) {
4851                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4852                         return -EINVAL;
4853
4854                 retval = security_task_setscheduler(p);
4855                 if (retval)
4856                         return retval;
4857         }
4858
4859         /* Update task specific "requested" clamps */
4860         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4861                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4862                 if (retval)
4863                         return retval;
4864         }
4865
4866         if (pi)
4867                 cpuset_read_lock();
4868
4869         /*
4870          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4871          * changing the priority of the task:
4872          *
4873          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4874          * runqueue lock must be held.
4875          */
4876         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4877         update_rq_clock(rq);
4878
4879         /*
4880          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4881          */
4882         if (p == rq->stop) {
4883                 retval = -EINVAL;
4884                 goto unlock;
4885         }
4886
4887         /*
4888          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4889          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4890          */
4891         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4892                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4893                         goto change;
4894                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4895                         goto change;
4896                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4897                         goto change;
4898                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4899                         goto change;
4900
4901                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4902                 retval = 0;
4903                 goto unlock;
4904         }
4905 change:
4906
4907         if (user) {
4908 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4909                 /*
4910                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4911                  * assigned.
4912                  */
4913                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4914                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4915                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4916                         retval = -EPERM;
4917                         goto unlock;
4918                 }
4919 #endif
4920 #ifdef CONFIG_SMP
4921                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
4922                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
4923                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4924
4925                         /*
4926                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4927                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4928                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4929                          */
4930                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
4931                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4932                                 retval = -EPERM;
4933                                 goto unlock;
4934                         }
4935                 }
4936 #endif
4937         }
4938
4939         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4940         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4941                 policy = oldpolicy = -1;
4942                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4943                 if (pi)
4944                         cpuset_read_unlock();
4945                 goto recheck;
4946         }
4947
4948         /*
4949          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4950          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4951          * is available.
4952          */
4953         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4954                 retval = -EBUSY;
4955                 goto unlock;
4956         }
4957
4958         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4959         oldprio = p->prio;
4960
4961         if (pi) {
4962                 /*
4963                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4964                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4965                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4966                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4967                  * itself.
4968                  */
4969                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4970                 if (new_effective_prio == oldprio)
4971                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4972         }
4973
4974         queued = task_on_rq_queued(p);
4975         running = task_current(rq, p);
4976         if (queued)
4977                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4978         if (running)
4979                 put_prev_task(rq, p);
4980
4981         prev_class = p->sched_class;
4982
4983         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4984         __setscheduler_uclamp(p, attr);
4985
4986         if (queued) {
4987                 /*
4988                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4989                  * increased (user space view).
4990                  */
4991                 if (oldprio < p->prio)
4992                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4993
4994                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4995         }
4996         if (running)
4997                 set_next_task(rq, p);
4998
4999         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5000
5001         /* Avoid rq from going away on us: */
5002         preempt_disable();
5003         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5004
5005         if (pi) {
5006                 cpuset_read_unlock();
5007                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5008         }
5009
5010         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5011         balance_callback(rq);
5012         preempt_enable();
5013
5014         return 0;
5015
5016 unlock:
5017         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5018         if (pi)
5019                 cpuset_read_unlock();
5020         return retval;
5021 }
5022
5023 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5024                                const struct sched_param *param, bool check)
5025 {
5026         struct sched_attr attr = {
5027                 .sched_policy   = policy,
5028                 .sched_priority = param->sched_priority,
5029                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5030         };
5031
5032         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5033         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5034                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5035                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5036                 attr.sched_policy = policy;
5037         }
5038
5039         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5040 }
5041 /**
5042  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5043  * @p: the task in question.
5044  * @policy: new policy.
5045  * @param: structure containing the new RT priority.
5046  *
5047  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5048  *
5049  * NOTE that the task may be already dead.
5050  */
5051 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5052                        const struct sched_param *param)
5053 {
5054         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5055 }
5056 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5057
5058 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5059 {
5060         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5061 }
5062 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5063
5064 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5065 {
5066         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5067 }
5068
5069 /**
5070  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5071  * @p: the task in question.
5072  * @policy: new policy.
5073  * @param: structure containing the new RT priority.
5074  *
5075  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5076  * current context has permission.  For example, this is needed in
5077  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5078  * but our caller might not have that capability.
5079  *
5080  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5081  */
5082 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5083                                const struct sched_param *param)
5084 {
5085         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5086 }
5087 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5088
5089 static int
5090 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5091 {
5092         struct sched_param lparam;
5093         struct task_struct *p;
5094         int retval;
5095
5096         if (!param || pid < 0)
5097                 return -EINVAL;
5098         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5099                 return -EFAULT;
5100
5101         rcu_read_lock();
5102         retval = -ESRCH;
5103         p = find_process_by_pid(pid);
5104         if (likely(p))
5105                 get_task_struct(p);
5106         rcu_read_unlock();
5107
5108         if (likely(p)) {
5109                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5110                 put_task_struct(p);
5111         }
5112
5113         return retval;
5114 }
5115
5116 /*
5117  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5118  */
5119 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5120 {
5121         u32 size;
5122         int ret;
5123
5124         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5125         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5126
5127         ret = get_user(size, &uattr->size);
5128         if (ret)
5129                 return ret;
5130
5131         /* ABI compatibility quirk: */
5132         if (!size)
5133                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5134         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5135                 goto err_size;
5136
5137         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5138         if (ret) {
5139                 if (ret == -E2BIG)
5140                         goto err_size;
5141                 return ret;
5142         }
5143
5144         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5145             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5146                 return -EINVAL;
5147
5148         /*
5149          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5150          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5151          */
5152         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5153
5154         return 0;
5155
5156 err_size:
5157         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5158         return -E2BIG;
5159 }
5160
5161 /**
5162  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5163  * @pid: the pid in question.
5164  * @policy: new policy.
5165  * @param: structure containing the new RT priority.
5166  *
5167  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5168  */
5169 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5170 {
5171         if (policy < 0)
5172                 return -EINVAL;
5173
5174         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5175 }
5176
5177 /**
5178  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5179  * @pid: the pid in question.
5180  * @param: structure containing the new RT priority.
5181  *
5182  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5183  */
5184 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5185 {
5186         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5187 }
5188
5189 /**
5190  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5191  * @pid: the pid in question.
5192  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5193  * @flags: for future extension.
5194  */
5195 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5196                                unsigned int, flags)
5197 {
5198         struct sched_attr attr;
5199         struct task_struct *p;
5200         int retval;
5201
5202         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5203                 return -EINVAL;
5204
5205         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5206         if (retval)
5207                 return retval;
5208
5209         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5210                 return -EINVAL;
5211         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5212                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5213
5214         rcu_read_lock();
5215         retval = -ESRCH;
5216         p = find_process_by_pid(pid);
5217         if (likely(p))
5218                 get_task_struct(p);
5219         rcu_read_unlock();
5220
5221         if (likely(p)) {
5222                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5223                 put_task_struct(p);
5224         }
5225
5226         return retval;
5227 }
5228
5229 /**
5230  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5231  * @pid: the pid in question.
5232  *
5233  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5234  * code.
5235  */
5236 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5237 {
5238         struct task_struct *p;
5239         int retval;
5240
5241         if (pid < 0)
5242                 return -EINVAL;
5243
5244         retval = -ESRCH;
5245         rcu_read_lock();
5246         p = find_process_by_pid(pid);
5247         if (p) {
5248                 retval = security_task_getscheduler(p);
5249                 if (!retval)
5250                         retval = p->policy
5251                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5252         }
5253         rcu_read_unlock();
5254         return retval;
5255 }
5256
5257 /**
5258  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5259  * @pid: the pid in question.
5260  * @param: structure containing the RT priority.
5261  *
5262  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5263  * code.
5264  */
5265 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5266 {
5267         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5268         struct task_struct *p;
5269         int retval;
5270
5271         if (!param || pid < 0)
5272                 return -EINVAL;
5273
5274         rcu_read_lock();
5275         p = find_process_by_pid(pid);
5276         retval = -ESRCH;
5277         if (!p)
5278                 goto out_unlock;
5279
5280         retval = security_task_getscheduler(p);
5281         if (retval)
5282                 goto out_unlock;
5283
5284         if (task_has_rt_policy(p))
5285                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5286         rcu_read_unlock();
5287
5288         /*
5289          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5290          */
5291         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5292
5293         return retval;
5294
5295 out_unlock:
5296         rcu_read_unlock();
5297         return retval;
5298 }
5299
5300 /*
5301  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5302  * than what user-space knows about) to user-space.
5303  *
5304  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5305  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5306  * have the same size.
5307  */
5308 static int
5309 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5310                         struct sched_attr *kattr,
5311                         unsigned int usize)
5312 {
5313         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5314
5315         if (!access_ok(uattr, usize))
5316                 return -EFAULT;
5317
5318         /*
5319          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5320          *
5321          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5322          *
5323          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5324          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5325          *
5326          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5327          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5328          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5329          * which is set to ksize in this case.
5330          */
5331         kattr->size = min(usize, ksize);
5332
5333         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5334                 return -EFAULT;
5335
5336         return 0;
5337 }
5338
5339 /**
5340  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5341  * @pid: the pid in question.
5342  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5343  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5344  * @flags: for future extension.
5345  */
5346 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5347                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5348 {
5349         struct sched_attr kattr = { };
5350         struct task_struct *p;
5351         int retval;
5352
5353         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5354             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5355                 return -EINVAL;
5356
5357         rcu_read_lock();
5358         p = find_process_by_pid(pid);
5359         retval = -ESRCH;
5360         if (!p)
5361                 goto out_unlock;
5362
5363         retval = security_task_getscheduler(p);
5364         if (retval)
5365                 goto out_unlock;
5366
5367         kattr.sched_policy = p->policy;
5368         if (p->sched_reset_on_fork)
5369                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5370         if (task_has_dl_policy(p))
5371                 __getparam_dl(p, &kattr);
5372         else if (task_has_rt_policy(p))
5373                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5374         else
5375                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5376
5377 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5378         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5379         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5380 #endif
5381
5382         rcu_read_unlock();
5383
5384         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5385
5386 out_unlock:
5387         rcu_read_unlock();
5388         return retval;
5389 }
5390
5391 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5392 {
5393         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5394         struct task_struct *p;
5395         int retval;
5396
5397         rcu_read_lock();
5398
5399         p = find_process_by_pid(pid);
5400         if (!p) {
5401                 rcu_read_unlock();
5402                 return -ESRCH;
5403         }
5404
5405         /* Prevent p going away */
5406         get_task_struct(p);
5407         rcu_read_unlock();
5408
5409         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5410                 retval = -EINVAL;
5411                 goto out_put_task;
5412         }
5413         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5414                 retval = -ENOMEM;
5415                 goto out_put_task;
5416         }
5417         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5418                 retval = -ENOMEM;
5419                 goto out_free_cpus_allowed;
5420         }
5421         retval = -EPERM;
5422         if (!check_same_owner(p)) {
5423                 rcu_read_lock();
5424                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5425                         rcu_read_unlock();
5426                         goto out_free_new_mask;
5427                 }
5428                 rcu_read_unlock();
5429         }
5430
5431         retval = security_task_setscheduler(p);
5432         if (retval)
5433                 goto out_free_new_mask;
5434
5435
5436         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5437         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5438
5439         /*
5440          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5441          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5442          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5443          * root_domain.
5444          */
5445 #ifdef CONFIG_SMP
5446         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5447                 rcu_read_lock();
5448                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5449                         retval = -EBUSY;
5450                         rcu_read_unlock();
5451                         goto out_free_new_mask;
5452                 }
5453                 rcu_read_unlock();
5454         }
5455 #endif
5456 again:
5457         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5458
5459         if (!retval) {
5460                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5461                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5462                         /*
5463                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5464                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5465                          * cpuset's cpus_allowed
5466                          */
5467                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5468                         goto again;
5469                 }
5470         }
5471 out_free_new_mask:
5472         free_cpumask_var(new_mask);
5473 out_free_cpus_allowed:
5474         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5475 out_put_task:
5476         put_task_struct(p);
5477         return retval;
5478 }
5479
5480 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5481                              struct cpumask *new_mask)
5482 {
5483         if (len < cpumask_size())
5484                 cpumask_clear(new_mask);
5485         else if (len > cpumask_size())
5486                 len = cpumask_size();
5487
5488         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5489 }
5490
5491 /**
5492  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5493  * @pid: pid of the process
5494  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5495  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5496  *
5497  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5498  */
5499 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5500                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5501 {
5502         cpumask_var_t new_mask;
5503         int retval;
5504
5505         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5506                 return -ENOMEM;
5507
5508         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5509         if (retval == 0)
5510                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5511         free_cpumask_var(new_mask);
5512         return retval;
5513 }
5514
5515 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5516 {
5517         struct task_struct *p;
5518         unsigned long flags;
5519         int retval;
5520
5521         rcu_read_lock();
5522
5523         retval = -ESRCH;
5524         p = find_process_by_pid(pid);
5525         if (!p)
5526                 goto out_unlock;
5527
5528         retval = security_task_getscheduler(p);
5529         if (retval)
5530                 goto out_unlock;
5531
5532         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5533         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5534         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5535
5536 out_unlock:
5537         rcu_read_unlock();
5538
5539         return retval;
5540 }
5541
5542 /**
5543  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5544  * @pid: pid of the process
5545  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5546  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5547  *
5548  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5549  * error code otherwise.
5550  */
5551 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5552                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5553 {
5554         int ret;
5555         cpumask_var_t mask;
5556
5557         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5558                 return -EINVAL;
5559         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5560                 return -EINVAL;
5561
5562         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5563                 return -ENOMEM;
5564
5565         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5566         if (ret == 0) {
5567                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5568
5569                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5570                         ret = -EFAULT;
5571                 else
5572                         ret = retlen;
5573         }
5574         free_cpumask_var(mask);
5575
5576         return ret;
5577 }
5578
5579 /**
5580  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5581  *
5582  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5583  * other threads running on this CPU then this function will return.
5584  *
5585  * Return: 0.
5586  */
5587 static void do_sched_yield(void)
5588 {
5589         struct rq_flags rf;
5590         struct rq *rq;
5591
5592         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5593
5594         schedstat_inc(rq->yld_count);
5595         current->sched_class->yield_task(rq);
5596
5597         /*
5598          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5599          * no need to preempt or enable interrupts:
5600          */
5601         preempt_disable();
5602         rq_unlock(rq, &rf);
5603         sched_preempt_enable_no_resched();
5604
5605         schedule();
5606 }
5607
5608 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5609 {
5610         do_sched_yield();
5611         return 0;
5612 }
5613
5614 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5615 int __sched _cond_resched(void)
5616 {
5617         if (should_resched(0)) {
5618                 preempt_schedule_common();
5619                 return 1;
5620         }
5621         rcu_all_qs();
5622         return 0;
5623 }
5624 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5625 #endif
5626
5627 /*
5628  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5629  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5630  *
5631  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5632  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5633  * spin_unlock(), once by hand).
5634  */
5635 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5636 {
5637         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5638         int ret = 0;
5639
5640         lockdep_assert_held(lock);
5641
5642         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5643                 spin_unlock(lock);
5644                 if (resched)
5645                         preempt_schedule_common();
5646                 else
5647                         cpu_relax();
5648                 ret = 1;
5649                 spin_lock(lock);
5650         }
5651         return ret;
5652 }
5653 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5654
5655 /**
5656  * yield - yield the current processor to other threads.
5657  *
5658  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5659  *
5660  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5661  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5662  * it, its already broken.
5663  *
5664  * Typical broken usage is:
5665  *
5666  * while (!event)
5667  *      yield();
5668  *
5669  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5670  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5671  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5672  *
5673  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5674  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5675  * If you still want to use yield(), do not!
5676  */
5677 void __sched yield(void)
5678 {
5679         set_current_state(TASK_RUNNING);
5680         do_sched_yield();
5681 }
5682 EXPORT_SYMBOL(yield);
5683
5684 /**
5685  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5686  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5687  * processor it's on.
5688  * @p: target task
5689  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5690  *
5691  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5692  * can't go away on us before we can do any checks.
5693  *
5694  * Return:
5695  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5696  *      false (0) if we failed to boost the target.
5697  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5698  */
5699 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5700 {
5701         struct task_struct *curr = current;
5702         struct rq *rq, *p_rq;
5703         unsigned long flags;
5704         int yielded = 0;
5705
5706         local_irq_save(flags);
5707         rq = this_rq();
5708
5709 again:
5710         p_rq = task_rq(p);
5711         /*
5712          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5713          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5714          */
5715         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5716                 yielded = -ESRCH;
5717                 goto out_irq;
5718         }
5719
5720         double_rq_lock(rq, p_rq);
5721         if (task_rq(p) != p_rq) {
5722                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5723                 goto again;
5724         }
5725
5726         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5727                 goto out_unlock;
5728
5729         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5730                 goto out_unlock;
5731
5732         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5733                 goto out_unlock;
5734
5735         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5736         if (yielded) {
5737                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5738                 /*
5739                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5740                  * fairness.
5741                  */
5742                 if (preempt && rq != p_rq)
5743                         resched_curr(p_rq);
5744         }
5745
5746 out_unlock:
5747         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5748 out_irq:
5749         local_irq_restore(flags);
5750
5751         if (yielded > 0)
5752                 schedule();
5753
5754         return yielded;
5755 }
5756 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5757
5758 int io_schedule_prepare(void)
5759 {
5760         int old_iowait = current->in_iowait;
5761
5762         current->in_iowait = 1;
5763         blk_schedule_flush_plug(current);
5764
5765         return old_iowait;
5766 }
5767
5768 void io_schedule_finish(int token)
5769 {
5770         current->in_iowait = token;
5771 }
5772
5773 /*
5774  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5775  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5776  */
5777 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5778 {
5779         int token;
5780         long ret;
5781
5782         token = io_schedule_prepare();
5783         ret = schedule_timeout(timeout);
5784         io_schedule_finish(token);
5785
5786         return ret;
5787 }
5788 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5789
5790 void __sched io_schedule(void)
5791 {
5792         int token;
5793
5794         token = io_schedule_prepare();
5795         schedule();
5796         io_schedule_finish(token);
5797 }
5798 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5799
5800 /**
5801  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5802  * @policy: scheduling class.
5803  *
5804  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5805  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5806  * On failure, a negative error code is returned.
5807  */
5808 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5809 {
5810         int ret = -EINVAL;
5811
5812         switch (policy) {
5813         case SCHED_FIFO:
5814         case SCHED_RR:
5815                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5816                 break;
5817         case SCHED_DEADLINE:
5818         case SCHED_NORMAL:
5819         case SCHED_BATCH:
5820         case SCHED_IDLE:
5821                 ret = 0;
5822                 break;
5823         }
5824         return ret;
5825 }
5826
5827 /**
5828  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5829  * @policy: scheduling class.
5830  *
5831  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5832  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5833  * On failure, a negative error code is returned.
5834  */
5835 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5836 {
5837         int ret = -EINVAL;
5838
5839         switch (policy) {
5840         case SCHED_FIFO:
5841         case SCHED_RR:
5842                 ret = 1;
5843                 break;
5844         case SCHED_DEADLINE:
5845         case SCHED_NORMAL:
5846         case SCHED_BATCH:
5847         case SCHED_IDLE:
5848                 ret = 0;
5849         }
5850         return ret;
5851 }
5852
5853 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5854 {
5855         struct task_struct *p;
5856         unsigned int time_slice;
5857         struct rq_flags rf;
5858         struct rq *rq;
5859         int retval;
5860
5861         if (pid < 0)
5862                 return -EINVAL;
5863
5864         retval = -ESRCH;
5865         rcu_read_lock();
5866         p = find_process_by_pid(pid);
5867         if (!p)
5868                 goto out_unlock;
5869
5870         retval = security_task_getscheduler(p);
5871         if (retval)
5872                 goto out_unlock;
5873
5874         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5875         time_slice = 0;
5876         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5877                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5878         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5879
5880         rcu_read_unlock();
5881         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5882         return 0;
5883
5884 out_unlock:
5885         rcu_read_unlock();
5886         return retval;
5887 }
5888
5889 /**
5890  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5891  * @pid: pid of the process.
5892  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5893  *
5894  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5895  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5896  *
5897  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5898  * an error code.
5899  */
5900 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5901                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5902 {
5903         struct timespec64 t;
5904         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5905
5906         if (retval == 0)
5907                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5908
5909         return retval;
5910 }
5911
5912 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5913 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5914                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5915 {
5916         struct timespec64 t;
5917         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5918
5919         if (retval == 0)
5920                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
5921         return retval;
5922 }
5923 #endif
5924
5925 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5926 {
5927         unsigned long free = 0;
5928         int ppid;
5929
5930         if (!try_get_task_stack(p))
5931                 return;
5932
5933         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5934
5935         if (p->state == TASK_RUNNING)
5936                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5937 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5938         free = stack_not_used(p);
5939 #endif
5940         ppid = 0;
5941         rcu_read_lock();
5942         if (pid_alive(p))
5943                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5944         rcu_read_unlock();
5945         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5946                 task_pid_nr(p), ppid,
5947                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5948
5949         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5950         show_stack(p, NULL);
5951         put_task_stack(p);
5952 }
5953 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5954
5955 static inline bool
5956 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5957 {
5958         /* no filter, everything matches */
5959         if (!state_filter)
5960                 return true;
5961
5962         /* filter, but doesn't match */
5963         if (!(p->state & state_filter))
5964                 return false;
5965
5966         /*
5967          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5968          * TASK_KILLABLE).
5969          */
5970         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5971                 return false;
5972
5973         return true;
5974 }
5975
5976
5977 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5978 {
5979         struct task_struct *g, *p;
5980
5981 #if BITS_PER_LONG == 32
5982         printk(KERN_INFO
5983                 "  task                PC stack   pid father\n");
5984 #else
5985         printk(KERN_INFO
5986                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5987 #endif
5988         rcu_read_lock();
5989         for_each_process_thread(g, p) {
5990                 /*
5991                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5992                  * console might take a lot of time:
5993                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5994                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5995                  * an IPI.
5996                  */
5997                 touch_nmi_watchdog();
5998                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5999                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6000                         sched_show_task(p);
6001         }
6002
6003 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6004         if (!state_filter)
6005                 sysrq_sched_debug_show();
6006 #endif
6007         rcu_read_unlock();
6008         /*
6009          * Only show locks if all tasks are dumped:
6010          */
6011         if (!state_filter)
6012                 debug_show_all_locks();
6013 }
6014
6015 /**
6016  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6017  * @idle: task in question
6018  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6019  *
6020  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6021  * flag, to make booting more robust.
6022  */
6023 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6024 {
6025         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6026         unsigned long flags;
6027
6028         __sched_fork(0, idle);
6029
6030         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6031         raw_spin_lock(&rq->lock);
6032
6033         idle->state = TASK_RUNNING;
6034         idle->se.exec_start = sched_clock();
6035         idle->flags |= PF_IDLE;
6036
6037         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6038
6039 #ifdef CONFIG_SMP
6040         /*
6041          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6042          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6043          *
6044          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6045          */
6046         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6047 #endif
6048         /*
6049          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6050          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6051          * lockdep check in task_group() will fail.
6052          *
6053          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6054          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6055          *
6056          * Silence PROVE_RCU
6057          */
6058         rcu_read_lock();
6059         __set_task_cpu(idle, cpu);
6060         rcu_read_unlock();
6061
6062         rq->idle = idle;
6063         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6064         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6065 #ifdef CONFIG_SMP
6066         idle->on_cpu = 1;
6067 #endif
6068         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6069         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6070
6071         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6072         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6073
6074         /*
6075          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6076          */
6077         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6078         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6079         vtime_init_idle(idle, cpu);
6080 #ifdef CONFIG_SMP
6081         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6082 #endif
6083 }
6084
6085 #ifdef CONFIG_SMP
6086
6087 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6088                               const struct cpumask *trial)
6089 {
6090         int ret = 1;
6091
6092         if (!cpumask_weight(cur))
6093                 return ret;
6094
6095         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6096
6097         return ret;
6098 }
6099
6100 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6101                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6102 {
6103         int ret = 0;
6104
6105         /*
6106          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6107          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6108          * affinity and isolating such threads by their set of
6109          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6110          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6111          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6112          * before cpus_mask may be changed.
6113          */
6114         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6115                 ret = -EINVAL;
6116                 goto out;
6117         }
6118
6119         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6120                                               cs_cpus_allowed))
6121                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6122
6123 out:
6124         return ret;
6125 }
6126
6127 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6128
6129 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6130 /* Migrate current task p to target_cpu */
6131 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6132 {
6133         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6134         int curr_cpu = task_cpu(p);
6135
6136         if (curr_cpu == target_cpu)
6137                 return 0;
6138
6139         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6140                 return -EINVAL;
6141
6142         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6143
6144         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6145         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6146 }
6147
6148 /*
6149  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6150  * tasks on the runqueues
6151  */
6152 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6153 {
6154         bool queued, running;
6155         struct rq_flags rf;
6156         struct rq *rq;
6157
6158         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6159         queued = task_on_rq_queued(p);
6160         running = task_current(rq, p);
6161
6162         if (queued)
6163                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6164         if (running)
6165                 put_prev_task(rq, p);
6166
6167         p->numa_preferred_nid = nid;
6168
6169         if (queued)
6170                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6171         if (running)
6172                 set_next_task(rq, p);
6173         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6174 }
6175 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6176
6177 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6178 /*
6179  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6180  * offline.
6181  */
6182 void idle_task_exit(void)
6183 {
6184         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6185
6186         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6187
6188         if (mm != &init_mm) {
6189                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6190                 current->active_mm = &init_mm;
6191                 finish_arch_post_lock_switch();
6192         }
6193         mmdrop(mm);
6194 }
6195
6196 /*
6197  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6198  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6199  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6200  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6201  * calculation.
6202  *
6203  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6204  */
6205 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6206 {
6207         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6208         if (delta)
6209                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6210 }
6211
6212 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6213 {
6214         const struct sched_class *class;
6215         struct task_struct *next;
6216
6217         for_each_class(class) {
6218                 next = class->pick_next_task(rq);
6219                 if (next) {
6220                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6221                         return next;
6222                 }
6223         }
6224
6225         /* The idle class should always have a runnable task */
6226         BUG();
6227 }
6228
6229 /*
6230  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6231  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6232  *
6233  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6234  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6235  * because of lock validation efforts.
6236  */
6237 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6238 {
6239         struct rq *rq = dead_rq;
6240         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6241         struct rq_flags orf = *rf;
6242         int dest_cpu;
6243
6244         /*
6245          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6246          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6247          *
6248          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6249          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6250          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6251          * done here.
6252          */
6253         rq->stop = NULL;
6254
6255         /*
6256          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6257          * class method both need to have an up-to-date
6258          * value of rq->clock[_task]
6259          */
6260         update_rq_clock(rq);
6261
6262         for (;;) {
6263                 /*
6264                  * There's this thread running, bail when that's the only
6265                  * remaining thread:
6266                  */
6267                 if (rq->nr_running == 1)
6268                         break;
6269
6270                 next = __pick_migrate_task(rq);
6271
6272                 /*
6273                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6274                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6275                  * stabilizes the mask.
6276                  *
6277                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6278                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6279                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6280                  */
6281                 rq_unlock(rq, rf);
6282                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6283                 rq_relock(rq, rf);
6284
6285                 /*
6286                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6287                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6288                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6289                  */
6290                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6291                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6292                         continue;
6293                 }
6294
6295                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6296                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6297                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6298                 if (rq != dead_rq) {
6299                         rq_unlock(rq, rf);
6300                         rq = dead_rq;
6301                         *rf = orf;
6302                         rq_relock(rq, rf);
6303                 }
6304                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6305         }
6306
6307         rq->stop = stop;
6308 }
6309 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6310
6311 void set_rq_online(struct rq *rq)
6312 {
6313         if (!rq->online) {
6314                 const struct sched_class *class;
6315
6316                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6317                 rq->online = 1;
6318
6319                 for_each_class(class) {
6320                         if (class->rq_online)
6321                                 class->rq_online(rq);
6322                 }
6323         }
6324 }
6325
6326 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6327 {
6328         if (rq->online) {
6329                 const struct sched_class *class;
6330
6331                 for_each_class(class) {
6332                         if (class->rq_offline)
6333                                 class->rq_offline(rq);
6334                 }
6335
6336                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6337                 rq->online = 0;
6338         }
6339 }
6340
6341 /*
6342  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6343  */
6344 static int num_cpus_frozen;
6345
6346 /*
6347  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6348  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6349  * around partition_sched_domains().
6350  *
6351  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6352  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6353  */
6354 static void cpuset_cpu_active(void)
6355 {
6356         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6357                 /*
6358                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6359                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6360                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6361                  * domain, ignoring cpusets.
6362                  */
6363                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6364                 if (--num_cpus_frozen)
6365                         return;
6366                 /*
6367                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6368                  * restore the original sched domains by considering the
6369                  * cpuset configurations.
6370                  */
6371                 cpuset_force_rebuild();
6372         }
6373         cpuset_update_active_cpus();
6374 }
6375
6376 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6377 {
6378         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6379                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6380                         return -EBUSY;
6381                 cpuset_update_active_cpus();
6382         } else {
6383                 num_cpus_frozen++;
6384                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6385         }
6386         return 0;
6387 }
6388
6389 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6390 {
6391         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6392         struct rq_flags rf;
6393
6394 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6395         /*
6396          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6397          */
6398         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6399                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6400 #endif
6401         set_cpu_active(cpu, true);
6402
6403         if (sched_smp_initialized) {
6404                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6405                 cpuset_cpu_active();
6406         }
6407
6408         /*
6409          * Put the rq online, if not already. This happens:
6410          *
6411          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6412          *    after all CPUs have been brought up.
6413          *
6414          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6415          *    domains.
6416          */
6417         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6418         if (rq->rd) {
6419                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6420                 set_rq_online(rq);
6421         }
6422         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6423
6424         return 0;
6425 }
6426
6427 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6428 {
6429         int ret;
6430
6431         set_cpu_active(cpu, false);
6432         /*
6433          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6434          * users of this state to go away such that all new such users will
6435          * observe it.
6436          *
6437          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6438          */
6439         synchronize_rcu();
6440
6441 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6442         /*
6443          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6444          */
6445         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6446                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6447 #endif
6448
6449         if (!sched_smp_initialized)
6450                 return 0;
6451
6452         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6453         if (ret) {
6454                 set_cpu_active(cpu, true);
6455                 return ret;
6456         }
6457         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6458         return 0;
6459 }
6460
6461 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6462 {
6463         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6464
6465         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6466         update_max_interval();
6467 }
6468
6469 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6470 {
6471         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6472         sched_tick_start(cpu);
6473         return 0;
6474 }
6475
6476 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6477 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6478 {
6479         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6480         struct rq_flags rf;
6481
6482         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6483         sched_ttwu_pending();
6484         sched_tick_stop(cpu);
6485
6486         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6487         if (rq->rd) {
6488                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6489                 set_rq_offline(rq);
6490         }
6491         migrate_tasks(rq, &rf);
6492         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6493         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6494
6495         calc_load_migrate(rq);
6496         update_max_interval();
6497         nohz_balance_exit_idle(rq);
6498         hrtick_clear(rq);
6499         return 0;
6500 }
6501 #endif
6502
6503 void __init sched_init_smp(void)
6504 {
6505         sched_init_numa();
6506
6507         /*
6508          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6509          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6510          * happen.
6511          */
6512         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6513         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6514         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6515
6516         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6517         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6518                 BUG();
6519         sched_init_granularity();
6520
6521         init_sched_rt_class();
6522         init_sched_dl_class();
6523
6524         sched_smp_initialized = true;
6525 }
6526
6527 static int __init migration_init(void)
6528 {
6529         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6530         return 0;
6531 }
6532 early_initcall(migration_init);
6533
6534 #else
6535 void __init sched_init_smp(void)
6536 {
6537         sched_init_granularity();
6538 }
6539 #endif /* CONFIG_SMP */
6540
6541 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6542 {
6543         return in_lock_functions(addr) ||
6544                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6545                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6546 }
6547
6548 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6549 /*
6550  * Default task group.
6551  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6552  */
6553 struct task_group root_task_group;
6554 LIST_HEAD(task_groups);
6555
6556 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6557 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6558 #endif
6559
6560 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6561 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6562
6563 void __init sched_init(void)
6564 {
6565         unsigned long ptr = 0;
6566         int i;
6567
6568         wait_bit_init();
6569
6570 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6571         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6572 #endif
6573 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6574         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6575 #endif
6576         if (ptr) {
6577                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6578
6579 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6580                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6581                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6582
6583                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6584                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6585
6586 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6587 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6588                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6589                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6590
6591                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6592                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6593
6594 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6595         }
6596 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6597         for_each_possible_cpu(i) {
6598                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6599                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6600                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6601                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6602         }
6603 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6604
6605         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6606         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6607
6608 #ifdef CONFIG_SMP
6609         init_defrootdomain();
6610 #endif
6611
6612 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6613         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6614                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6615 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6616
6617 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6618         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6619
6620         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6621         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6622         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6623         autogroup_init(&init_task);
6624 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6625
6626         for_each_possible_cpu(i) {
6627                 struct rq *rq;
6628
6629                 rq = cpu_rq(i);
6630                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6631                 rq->nr_running = 0;
6632                 rq->calc_load_active = 0;
6633                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6634                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6635                 init_rt_rq(&rq->rt);
6636                 init_dl_rq(&rq->dl);
6637 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6638                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6639                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6640                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6641                 /*
6642                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6643                  *
6644                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6645                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6646                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6647                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6648                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6649                  * (se->load.weight).
6650                  *
6651                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6652                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6653                  * then A0's share of the CPU resource is:
6654                  *
6655                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6656                  *
6657                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6658                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6659                  */
6660                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6661                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6662 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6663
6664                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6665 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6666                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6667 #endif
6668 #ifdef CONFIG_SMP
6669                 rq->sd = NULL;
6670                 rq->rd = NULL;
6671                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6672                 rq->balance_callback = NULL;
6673                 rq->active_balance = 0;
6674                 rq->next_balance = jiffies;
6675                 rq->push_cpu = 0;
6676                 rq->cpu = i;
6677                 rq->online = 0;
6678                 rq->idle_stamp = 0;
6679                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6680                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6681
6682                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6683
6684                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6685 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6686                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6687                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6688                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6689 #endif
6690 #endif /* CONFIG_SMP */
6691                 hrtick_rq_init(rq);
6692                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6693         }
6694
6695         set_load_weight(&init_task, false);
6696
6697         /*
6698          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6699          */
6700         mmgrab(&init_mm);
6701         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6702
6703         /*
6704          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6705          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6706          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6707          * when this runqueue becomes "idle".
6708          */
6709         init_idle(current, smp_processor_id());
6710
6711         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6712
6713 #ifdef CONFIG_SMP
6714         idle_thread_set_boot_cpu();
6715 #endif
6716         init_sched_fair_class();
6717
6718         init_schedstats();
6719
6720         psi_init();
6721
6722         init_uclamp();
6723
6724         scheduler_running = 1;
6725 }
6726
6727 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6728 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6729 {
6730         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6731
6732         return (nested == preempt_offset);
6733 }
6734
6735 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6736 {
6737         /*
6738          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6739          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6740          * otherwise we will destroy state.
6741          */
6742         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6743                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6744                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6745                         current->state,
6746                         (void *)current->task_state_change,
6747                         (void *)current->task_state_change);
6748
6749         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6750 }
6751 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6752
6753 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6754 {
6755         /* Ratelimiting timestamp: */
6756         static unsigned long prev_jiffy;
6757
6758         unsigned long preempt_disable_ip;
6759
6760         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6761         rcu_sleep_check();
6762
6763         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6764              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6765             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6766             oops_in_progress)
6767                 return;
6768
6769         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6770                 return;
6771         prev_jiffy = jiffies;
6772
6773         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6774         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6775
6776         printk(KERN_ERR
6777                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6778                         file, line);
6779         printk(KERN_ERR
6780                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6781                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6782                         current->pid, current->comm);
6783
6784         if (task_stack_end_corrupted(current))
6785                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6786
6787         debug_show_held_locks(current);
6788         if (irqs_disabled())
6789                 print_irqtrace_events(current);
6790         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6791             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6792                 pr_err("Preemption disabled at:");
6793                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6794                 pr_cont("\n");
6795         }
6796         dump_stack();
6797         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6798 }
6799 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6800
6801 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6802 {
6803         static unsigned long prev_jiffy;
6804
6805         if (irqs_disabled())
6806                 return;
6807
6808         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6809                 return;
6810
6811         if (preempt_count() > preempt_offset)
6812                 return;
6813
6814         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6815                 return;
6816         prev_jiffy = jiffies;
6817
6818         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6819         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6820                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6821                         current->pid, current->comm);
6822
6823         debug_show_held_locks(current);
6824         dump_stack();
6825         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6826 }
6827 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6828 #endif
6829
6830 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6831 void normalize_rt_tasks(void)
6832 {
6833         struct task_struct *g, *p;
6834         struct sched_attr attr = {
6835                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6836         };
6837
6838         read_lock(&tasklist_lock);
6839         for_each_process_thread(g, p) {
6840                 /*
6841                  * Only normalize user tasks:
6842                  */
6843                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6844                         continue;
6845
6846                 p->se.exec_start = 0;
6847                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6848                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6849                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6850
6851                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6852                         /*
6853                          * Renice negative nice level userspace
6854                          * tasks back to 0:
6855                          */
6856                         if (task_nice(p) < 0)
6857                                 set_user_nice(p, 0);
6858                         continue;
6859                 }
6860
6861                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6862         }
6863         read_unlock(&tasklist_lock);
6864 }
6865
6866 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6867
6868 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6869 /*
6870  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6871  *
6872  * They can only be called when the whole system has been
6873  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6874  * activity can take place. Using them for anything else would
6875  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6876  * under any other configuration.
6877  */
6878
6879 /**
6880  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6881  * @cpu: the processor in question.
6882  *
6883  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6884  *
6885  * Return: The current task for @cpu.
6886  */
6887 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6888 {
6889         return cpu_curr(cpu);
6890 }
6891
6892 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6893
6894 #ifdef CONFIG_IA64
6895 /**
6896  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6897  * @cpu: the processor in question.
6898  * @p: the task pointer to set.
6899  *
6900  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6901  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6902  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6903  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6904  * and caller must save the original value of the current task (see
6905  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6906  * re-starting the system.
6907  *
6908  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6909  */
6910 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6911 {
6912         cpu_curr(cpu) = p;
6913 }
6914
6915 #endif
6916
6917 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6918 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6919 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6920
6921 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
6922                                             struct task_group *parent)
6923 {
6924 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
6925         enum uclamp_id clamp_id;
6926
6927         for_each_clamp_id(clamp_id) {
6928                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
6929                               uclamp_none(clamp_id), false);
6930                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
6931         }
6932 #endif
6933 }
6934
6935 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6936 {
6937         free_fair_sched_group(tg);
6938         free_rt_sched_group(tg);
6939         autogroup_free(tg);
6940         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6941 }
6942
6943 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6944 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6945 {
6946         struct task_group *tg;
6947
6948         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6949         if (!tg)
6950                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6951
6952         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6953                 goto err;
6954
6955         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6956                 goto err;
6957
6958         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
6959
6960         return tg;
6961
6962 err:
6963         sched_free_group(tg);
6964         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6965 }
6966
6967 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6968 {
6969         unsigned long flags;
6970
6971         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6972         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6973
6974         /* Root should already exist: */
6975         WARN_ON(!parent);
6976
6977         tg->parent = parent;
6978         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6979         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6980         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6981
6982         online_fair_sched_group(tg);
6983 }
6984
6985 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6986 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6987 {
6988         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6989         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6990 }
6991
6992 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6993 {
6994         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6995         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6996 }
6997
6998 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6999 {
7000         unsigned long flags;
7001
7002         /* End participation in shares distribution: */
7003         unregister_fair_sched_group(tg);
7004
7005         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7006         list_del_rcu(&tg->list);
7007         list_del_rcu(&tg->siblings);
7008         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7009 }
7010
7011 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7012 {
7013         struct task_group *tg;
7014
7015         /*
7016          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7017          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7018          * to prevent lockdep warnings.
7019          */
7020         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7021                           struct task_group, css);
7022         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7023         tsk->sched_task_group = tg;
7024
7025 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7026         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7027                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7028         else
7029 #endif
7030                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7031 }
7032
7033 /*
7034  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7035  *
7036  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7037  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7038  * its new group.
7039  */
7040 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7041 {
7042         int queued, running, queue_flags =
7043                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7044         struct rq_flags rf;
7045         struct rq *rq;
7046
7047         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7048         update_rq_clock(rq);
7049
7050         running = task_current(rq, tsk);
7051         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7052
7053         if (queued)
7054                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7055         if (running)
7056                 put_prev_task(rq, tsk);
7057
7058         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7059
7060         if (queued)
7061                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7062         if (running) {
7063                 set_next_task(rq, tsk);
7064                 /*
7065                  * After changing group, the running task may have joined a
7066                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7067                  * resched to make sure that task can still run.
7068                  */
7069                 resched_curr(rq);
7070         }
7071
7072         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7073 }
7074
7075 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7076 {
7077         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7078 }
7079
7080 static struct cgroup_subsys_state *
7081 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7082 {
7083         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7084         struct task_group *tg;
7085
7086         if (!parent) {
7087                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7088                 return &root_task_group.css;
7089         }
7090
7091         tg = sched_create_group(parent);
7092         if (IS_ERR(tg))
7093                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7094
7095         return &tg->css;
7096 }
7097
7098 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7099 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7100 {
7101         struct task_group *tg = css_tg(css);
7102         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7103
7104         if (parent)
7105                 sched_online_group(tg, parent);
7106
7107 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7108         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7109         cpu_util_update_eff(css);
7110 #endif
7111
7112         return 0;
7113 }
7114
7115 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7116 {
7117         struct task_group *tg = css_tg(css);
7118
7119         sched_offline_group(tg);
7120 }
7121
7122 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7123 {
7124         struct task_group *tg = css_tg(css);
7125
7126         /*
7127          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7128          */
7129         sched_free_group(tg);
7130 }
7131
7132 /*
7133  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7134  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7135  */
7136 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7137 {
7138         struct rq_flags rf;
7139         struct rq *rq;
7140
7141         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7142
7143         update_rq_clock(rq);
7144         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7145
7146         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7147 }
7148
7149 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7150 {
7151         struct task_struct *task;
7152         struct cgroup_subsys_state *css;
7153         int ret = 0;
7154
7155         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7156 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7157                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7158                         return -EINVAL;
7159 #endif
7160                 /*
7161                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7162                  * running, we're sure to observe its full state.
7163                  */
7164                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7165                 /*
7166                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7167                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7168                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7169                  */
7170                 if (task->state == TASK_NEW)
7171                         ret = -EINVAL;
7172                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7173
7174                 if (ret)
7175                         break;
7176         }
7177         return ret;
7178 }
7179
7180 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7181 {
7182         struct task_struct *task;
7183         struct cgroup_subsys_state *css;
7184
7185         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7186                 sched_move_task(task);
7187 }
7188
7189 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7190 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7191 {
7192         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7193         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7194         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7195         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7196         enum uclamp_id clamp_id;
7197         unsigned int clamps;
7198
7199         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7200                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7201                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7202
7203                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7204                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7205                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7206                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7207                         if (uc_parent &&
7208                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7209                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7210                         }
7211                 }
7212                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7213                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7214
7215                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7216                 clamps = 0x0;
7217                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7218                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7219                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7220                                 continue;
7221                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7222                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7223                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7224                 }
7225                 if (!clamps) {
7226                         css = css_rightmost_descendant(css);
7227                         continue;
7228                 }
7229
7230                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7231                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7232         }
7233 }
7234
7235 /*
7236  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7237  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7238  * character constant, use two levels of macros.
7239  */
7240 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7241 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7242
7243 struct uclamp_request {
7244 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7245 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7246         s64 percent;
7247         u64 util;
7248         int ret;
7249 };
7250
7251 static inline struct uclamp_request
7252 capacity_from_percent(char *buf)
7253 {
7254         struct uclamp_request req = {
7255                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7256                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7257                 .ret = 0,
7258         };
7259
7260         buf = strim(buf);
7261         if (strcmp(buf, "max")) {
7262                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7263                                              &req.percent);
7264                 if (req.ret)
7265                         return req;
7266                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7267                         req.ret = -ERANGE;
7268                         return req;
7269                 }
7270
7271                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7272                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7273         }
7274
7275         return req;
7276 }
7277
7278 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7279                                 size_t nbytes, loff_t off,
7280                                 enum uclamp_id clamp_id)
7281 {
7282         struct uclamp_request req;
7283         struct task_group *tg;
7284
7285         req = capacity_from_percent(buf);
7286         if (req.ret)
7287                 return req.ret;
7288
7289         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7290         rcu_read_lock();
7291
7292         tg = css_tg(of_css(of));
7293         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7294                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7295
7296         /*
7297          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7298          * exact requested value
7299          */
7300         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7301
7302         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7303         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7304
7305         rcu_read_unlock();
7306         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7307
7308         return nbytes;
7309 }
7310
7311 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7312                                     char *buf, size_t nbytes,
7313                                     loff_t off)
7314 {
7315         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7316 }
7317
7318 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7319                                     char *buf, size_t nbytes,
7320                                     loff_t off)
7321 {
7322         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7323 }
7324
7325 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7326                                     enum uclamp_id clamp_id)
7327 {
7328         struct task_group *tg;
7329         u64 util_clamp;
7330         u64 percent;
7331         u32 rem;
7332
7333         rcu_read_lock();
7334         tg = css_tg(seq_css(sf));
7335         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7336         rcu_read_unlock();
7337
7338         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7339                 seq_puts(sf, "max\n");
7340                 return;
7341         }
7342
7343         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7344         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7345         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7346 }
7347
7348 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7349 {
7350         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7351         return 0;
7352 }
7353
7354 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7355 {
7356         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7357         return 0;
7358 }
7359 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7360
7361 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7362 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7363                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7364 {
7365         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7366                 shareval = MAX_SHARES;
7367         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7368 }
7369
7370 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7371                                struct cftype *cft)
7372 {
7373         struct task_group *tg = css_tg(css);
7374
7375         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7376 }
7377
7378 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7379 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7380
7381 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7382 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7383
7384 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7385
7386 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7387 {
7388         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7389         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7390
7391         if (tg == &root_task_group)
7392                 return -EINVAL;
7393
7394         /*
7395          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7396          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7397          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7398          */
7399         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7400                 return -EINVAL;
7401
7402         /*
7403          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7404          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7405          * feasibility.
7406          */
7407         if (period > max_cfs_quota_period)
7408                 return -EINVAL;
7409
7410         /*
7411          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7412          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7413          */
7414         get_online_cpus();
7415         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7416         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7417         if (ret)
7418                 goto out_unlock;
7419
7420         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7421         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7422         /*
7423          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7424          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7425          */
7426         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7427                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7428         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7429         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7430         cfs_b->quota = quota;
7431
7432         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7433
7434         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7435         if (runtime_enabled)
7436                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7437
7438         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7439
7440         for_each_online_cpu(i) {
7441                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7442                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7443                 struct rq_flags rf;
7444
7445                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7446                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7447                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7448
7449                 if (cfs_rq->throttled)
7450                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7451                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7452         }
7453         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7454                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7455 out_unlock:
7456         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7457         put_online_cpus();
7458
7459         return ret;
7460 }
7461
7462 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7463 {
7464         u64 quota, period;
7465
7466         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7467         if (cfs_quota_us < 0)
7468                 quota = RUNTIME_INF;
7469         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7470                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7471         else
7472                 return -EINVAL;
7473
7474         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7475 }
7476
7477 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7478 {
7479         u64 quota_us;
7480
7481         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7482                 return -1;
7483
7484         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7485         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7486
7487         return quota_us;
7488 }
7489
7490 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7491 {
7492         u64 quota, period;
7493
7494         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7495                 return -EINVAL;
7496
7497         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7498         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7499
7500         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7501 }
7502
7503 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7504 {
7505         u64 cfs_period_us;
7506
7507         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7508         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7509
7510         return cfs_period_us;
7511 }
7512
7513 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7514                                   struct cftype *cft)
7515 {
7516         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7517 }
7518
7519 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7520                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7521 {
7522         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7523 }
7524
7525 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7526                                    struct cftype *cft)
7527 {
7528         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7529 }
7530
7531 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7532                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7533 {
7534         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7535 }
7536
7537 struct cfs_schedulable_data {
7538         struct task_group *tg;
7539         u64 period, quota;
7540 };
7541
7542 /*
7543  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7544  * note: units are usecs
7545  */
7546 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7547                                struct cfs_schedulable_data *d)
7548 {
7549         u64 quota, period;
7550
7551         if (tg == d->tg) {
7552                 period = d->period;
7553                 quota = d->quota;
7554         } else {
7555                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7556                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7557         }
7558
7559         /* note: these should typically be equivalent */
7560         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7561                 return RUNTIME_INF;
7562
7563         return to_ratio(period, quota);
7564 }
7565
7566 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7567 {
7568         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7569         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7570         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7571
7572         if (!tg->parent) {
7573                 quota = RUNTIME_INF;
7574         } else {
7575                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7576
7577                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7578                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7579
7580                 /*
7581                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7582                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7583                  * limit is set:
7584                  */
7585                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7586                         quota = min(quota, parent_quota);
7587                 } else {
7588                         if (quota == RUNTIME_INF)
7589                                 quota = parent_quota;
7590                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7591                                 return -EINVAL;
7592                 }
7593         }
7594         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7595
7596         return 0;
7597 }
7598
7599 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7600 {
7601         int ret;
7602         struct cfs_schedulable_data data = {
7603                 .tg = tg,
7604                 .period = period,
7605                 .quota = quota,
7606         };
7607
7608         if (quota != RUNTIME_INF) {
7609                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7610                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7611         }
7612
7613         rcu_read_lock();
7614         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7615         rcu_read_unlock();
7616
7617         return ret;
7618 }
7619
7620 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7621 {
7622         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7623         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7624
7625         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7626         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7627         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7628
7629         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7630                 u64 ws = 0;
7631                 int i;
7632
7633                 for_each_possible_cpu(i)
7634                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7635
7636                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7637         }
7638
7639         return 0;
7640 }
7641 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7642 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7643
7644 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7645 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7646                                 struct cftype *cft, s64 val)
7647 {
7648         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7649 }
7650
7651 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7652                                struct cftype *cft)
7653 {
7654         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7655 }
7656
7657 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7658                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7659 {
7660         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7661 }
7662
7663 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7664                                    struct cftype *cft)
7665 {
7666         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7667 }
7668 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7669
7670 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7671 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7672         {
7673                 .name = "shares",
7674                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7675                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7676         },
7677 #endif
7678 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7679         {
7680                 .name = "cfs_quota_us",
7681                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7682                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7683         },
7684         {
7685                 .name = "cfs_period_us",
7686                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7687                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7688         },
7689         {
7690                 .name = "stat",
7691                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7692         },
7693 #endif
7694 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7695         {
7696                 .name = "rt_runtime_us",
7697                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7698                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7699         },
7700         {
7701                 .name = "rt_period_us",
7702                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7703                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7704         },
7705 #endif
7706 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7707         {
7708                 .name = "uclamp.min",
7709                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7710                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7711                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7712         },
7713         {
7714                 .name = "uclamp.max",
7715                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7716                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7717                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7718         },
7719 #endif
7720         { }     /* Terminate */
7721 };
7722
7723 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7724                                struct cgroup_subsys_state *css)
7725 {
7726 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7727         {
7728                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7729                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7730                 u64 throttled_usec;
7731
7732                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7733                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7734
7735                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7736                            "nr_throttled %d\n"
7737                            "throttled_usec %llu\n",
7738                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7739                            throttled_usec);
7740         }
7741 #endif
7742         return 0;
7743 }
7744
7745 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7746 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7747                                struct cftype *cft)
7748 {
7749         struct task_group *tg = css_tg(css);
7750         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7751
7752         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7753 }
7754
7755 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7756                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7757 {
7758         /*
7759          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7760          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7761          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7762          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7763          * the original value over the entire range.
7764          */
7765         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7766                 return -ERANGE;
7767
7768         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7769
7770         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7771 }
7772
7773 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7774                                     struct cftype *cft)
7775 {
7776         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7777         int last_delta = INT_MAX;
7778         int prio, delta;
7779
7780         /* find the closest nice value to the current weight */
7781         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7782                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7783                 if (delta >= last_delta)
7784                         break;
7785                 last_delta = delta;
7786         }
7787
7788         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7789 }
7790
7791 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7792                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7793 {
7794         unsigned long weight;
7795         int idx;
7796
7797         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7798                 return -ERANGE;
7799
7800         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7801         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7802         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7803
7804         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7805 }
7806 #endif
7807
7808 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7809                                                   long period, long quota)
7810 {
7811         if (quota < 0)
7812                 seq_puts(sf, "max");
7813         else
7814                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7815
7816         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7817 }
7818
7819 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7820 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7821                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7822 {
7823         char tok[21];   /* U64_MAX */
7824
7825         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7826                 return -EINVAL;
7827
7828         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7829
7830         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7831                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7832         else if (!strcmp(tok, "max"))
7833                 *quotap = RUNTIME_INF;
7834         else
7835                 return -EINVAL;
7836
7837         return 0;
7838 }
7839
7840 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7841 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7842 {
7843         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7844
7845         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7846         return 0;
7847 }
7848
7849 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7850                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7851 {
7852         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7853         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7854         u64 quota;
7855         int ret;
7856
7857         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7858         if (!ret)
7859                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7860         return ret ?: nbytes;
7861 }
7862 #endif
7863
7864 static struct cftype cpu_files[] = {
7865 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7866         {
7867                 .name = "weight",
7868                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7869                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7870                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7871         },
7872         {
7873                 .name = "weight.nice",
7874                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7875                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7876                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7877         },
7878 #endif
7879 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7880         {
7881                 .name = "max",
7882                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7883                 .seq_show = cpu_max_show,
7884                 .write = cpu_max_write,
7885         },
7886 #endif
7887 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7888         {
7889                 .name = "uclamp.min",
7890                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7891                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7892                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7893         },
7894         {
7895                 .name = "uclamp.max",
7896                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7897                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7898                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7899         },
7900 #endif
7901         { }     /* terminate */
7902 };
7903
7904 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7905         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7906         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7907         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7908         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7909         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7910         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7911         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7912         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7913         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
7914         .dfl_cftypes    = cpu_files,
7915         .early_init     = true,
7916         .threaded       = true,
7917 };
7918
7919 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7920
7921 void dump_cpu_task(int cpu)
7922 {
7923         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7924         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7925 }
7926
7927 /*
7928  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7929  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7930  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7931  * that remained on nice 0.
7932  *
7933  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7934  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7935  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7936  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7937  * the relative distance between them is ~25%.)
7938  */
7939 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7940  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7941  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7942  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7943  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7944  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7945  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7946  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7947  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7948 };
7949
7950 /*
7951  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7952  *
7953  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7954  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7955  * into multiplications:
7956  */
7957 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7958  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7959  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7960  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7961  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7962  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7963  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7964  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7965  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7966 };
7967
7968 #undef CREATE_TRACE_POINTS