Merge tag 'irq-core-2020-03-30' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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         /*
1654          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
1655          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
1656          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
1657          */
1658         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
1659         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1660                 ret = -EINVAL;
1661                 goto out;
1662         }
1663
1664         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1665
1666         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1667                 /*
1668                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1669                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1670                  */
1671                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1672                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1673                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1674         }
1675
1676         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1677         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1678                 goto out;
1679
1680         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1681                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1682                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1683                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1684                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1685                 return 0;
1686         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1687                 /*
1688                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1689                  * afterwards anyway.
1690                  */
1691                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1692         }
1693 out:
1694         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1695
1696         return ret;
1697 }
1698
1699 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1700 {
1701         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1702 }
1703 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1704
1705 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1706 {
1707 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1708         /*
1709          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1710          * ttwu() will sort out the placement.
1711          */
1712         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1713                         !p->on_rq);
1714
1715         /*
1716          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1717          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1718          * time relying on p->on_rq.
1719          */
1720         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1721                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1722                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1723
1724 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1725         /*
1726          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1727          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1728          *
1729          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1730          * see task_group().
1731          *
1732          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1733          * task_rq_lock().
1734          */
1735         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1736                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1737 #endif
1738         /*
1739          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1740          */
1741         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1742 #endif
1743
1744         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1745
1746         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1747                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1748                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1749                 p->se.nr_migrations++;
1750                 rseq_migrate(p);
1751                 perf_event_task_migrate(p);
1752         }
1753
1754         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1755 }
1756
1757 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1758 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1759 {
1760         if (task_on_rq_queued(p)) {
1761                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1762                 struct rq_flags srf, drf;
1763
1764                 src_rq = task_rq(p);
1765                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1766
1767                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1768                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1769
1770                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1771                 set_task_cpu(p, cpu);
1772                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1773                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1774
1775                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1776                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1777
1778         } else {
1779                 /*
1780                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1781                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1782                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1783                  */
1784                 p->wake_cpu = cpu;
1785         }
1786 }
1787
1788 struct migration_swap_arg {
1789         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1790         int src_cpu, dst_cpu;
1791 };
1792
1793 static int migrate_swap_stop(void *data)
1794 {
1795         struct migration_swap_arg *arg = data;
1796         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1797         int ret = -EAGAIN;
1798
1799         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1800                 return -EAGAIN;
1801
1802         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1803         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1804
1805         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1806                         &arg->dst_task->pi_lock);
1807         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1808
1809         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1810                 goto unlock;
1811
1812         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1813                 goto unlock;
1814
1815         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1816                 goto unlock;
1817
1818         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1819                 goto unlock;
1820
1821         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1822         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1823
1824         ret = 0;
1825
1826 unlock:
1827         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1828         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1829         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1830
1831         return ret;
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Cross migrate two tasks
1836  */
1837 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1838                 int target_cpu, int curr_cpu)
1839 {
1840         struct migration_swap_arg arg;
1841         int ret = -EINVAL;
1842
1843         arg = (struct migration_swap_arg){
1844                 .src_task = cur,
1845                 .src_cpu = curr_cpu,
1846                 .dst_task = p,
1847                 .dst_cpu = target_cpu,
1848         };
1849
1850         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1851                 goto out;
1852
1853         /*
1854          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1855          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1856          */
1857         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1858                 goto out;
1859
1860         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1861                 goto out;
1862
1863         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1864                 goto out;
1865
1866         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1867         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1868
1869 out:
1870         return ret;
1871 }
1872 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1873
1874 /*
1875  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1876  *
1877  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1878  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1879  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1880  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1881  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1882  * @p has remained unscheduled the whole time.
1883  *
1884  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1885  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1886  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1887  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1888  * waiting to become inactive.
1889  */
1890 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1891 {
1892         int running, queued;
1893         struct rq_flags rf;
1894         unsigned long ncsw;
1895         struct rq *rq;
1896
1897         for (;;) {
1898                 /*
1899                  * We do the initial early heuristics without holding
1900                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1901                  * the runqueue lock when things look like they will
1902                  * work out!
1903                  */
1904                 rq = task_rq(p);
1905
1906                 /*
1907                  * If the task is actively running on another CPU
1908                  * still, just relax and busy-wait without holding
1909                  * any locks.
1910                  *
1911                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1912                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1913                  * But we don't care, since "task_running()" will
1914                  * return false if the runqueue has changed and p
1915                  * is actually now running somewhere else!
1916                  */
1917                 while (task_running(rq, p)) {
1918                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1919                                 return 0;
1920                         cpu_relax();
1921                 }
1922
1923                 /*
1924                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1925                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1926                  * just go back and repeat.
1927                  */
1928                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1929                 trace_sched_wait_task(p);
1930                 running = task_running(rq, p);
1931                 queued = task_on_rq_queued(p);
1932                 ncsw = 0;
1933                 if (!match_state || p->state == match_state)
1934                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1935                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1936
1937                 /*
1938                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1939                  */
1940                 if (unlikely(!ncsw))
1941                         break;
1942
1943                 /*
1944                  * Was it really running after all now that we
1945                  * checked with the proper locks actually held?
1946                  *
1947                  * Oops. Go back and try again..
1948                  */
1949                 if (unlikely(running)) {
1950                         cpu_relax();
1951                         continue;
1952                 }
1953
1954                 /*
1955                  * It's not enough that it's not actively running,
1956                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1957                  * preempted!
1958                  *
1959                  * So if it was still runnable (but just not actively
1960                  * running right now), it's preempted, and we should
1961                  * yield - it could be a while.
1962                  */
1963                 if (unlikely(queued)) {
1964                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1965
1966                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1967                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1968                         continue;
1969                 }
1970
1971                 /*
1972                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1973                  * runnable, which means that it will never become
1974                  * running in the future either. We're all done!
1975                  */
1976                 break;
1977         }
1978
1979         return ncsw;
1980 }
1981
1982 /***
1983  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1984  * @p: the to-be-kicked thread
1985  *
1986  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1987  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1988  *
1989  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1990  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1991  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1992  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1993  * achieved as well.
1994  */
1995 void kick_process(struct task_struct *p)
1996 {
1997         int cpu;
1998
1999         preempt_disable();
2000         cpu = task_cpu(p);
2001         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2002                 smp_send_reschedule(cpu);
2003         preempt_enable();
2004 }
2005 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2006
2007 /*
2008  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2009  *
2010  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2011  *
2012  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2013  *
2014  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2015  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2016  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2017  *    see it.
2018  *
2019  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2020  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2021  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2022  *    off.
2023  *
2024  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2025  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2026  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2027  * to satisfy the above rules.
2028  */
2029 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2030 {
2031         int nid = cpu_to_node(cpu);
2032         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2033         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2034         int dest_cpu;
2035
2036         /*
2037          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2038          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2039          * select the CPU on the other node.
2040          */
2041         if (nid != -1) {
2042                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2043
2044                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2045                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2046                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2047                                 continue;
2048                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2049                                 return dest_cpu;
2050                 }
2051         }
2052
2053         for (;;) {
2054                 /* Any allowed, online CPU? */
2055                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2056                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2057                                 continue;
2058
2059                         goto out;
2060                 }
2061
2062                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2063                 switch (state) {
2064                 case cpuset:
2065                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2066                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2067                                 state = possible;
2068                                 break;
2069                         }
2070                         /* Fall-through */
2071                 case possible:
2072                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2073                         state = fail;
2074                         break;
2075
2076                 case fail:
2077                         BUG();
2078                         break;
2079                 }
2080         }
2081
2082 out:
2083         if (state != cpuset) {
2084                 /*
2085                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2086                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2087                  * leave kernel.
2088                  */
2089                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2090                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2091                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2092                 }
2093         }
2094
2095         return dest_cpu;
2096 }
2097
2098 /*
2099  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2100  */
2101 static inline
2102 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2103 {
2104         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2105
2106         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2107                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2108         else
2109                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2110
2111         /*
2112          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2113          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2114          * CPU.
2115          *
2116          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2117          *
2118          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2119          *   not worry about this generic constraint ]
2120          */
2121         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2122                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2123
2124         return cpu;
2125 }
2126
2127 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2128 {
2129         s64 diff = sample - *avg;
2130         *avg += diff >> 3;
2131 }
2132
2133 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2134 {
2135         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2136         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2137
2138         if (stop) {
2139                 /*
2140                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2141                  * userspace knows about and won't get confused about.
2142                  *
2143                  * Also, it will make PI more or less work without too
2144                  * much confusion -- but then, stop work should not
2145                  * rely on PI working anyway.
2146                  */
2147                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2148
2149                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2150         }
2151
2152         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2153
2154         if (old_stop) {
2155                 /*
2156                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2157                  * it can die in pieces.
2158                  */
2159                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2160         }
2161 }
2162
2163 #else
2164
2165 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2166                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2167 {
2168         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2169 }
2170
2171 #endif /* CONFIG_SMP */
2172
2173 static void
2174 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2175 {
2176         struct rq *rq;
2177
2178         if (!schedstat_enabled())
2179                 return;
2180
2181         rq = this_rq();
2182
2183 #ifdef CONFIG_SMP
2184         if (cpu == rq->cpu) {
2185                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2186                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2187         } else {
2188                 struct sched_domain *sd;
2189
2190                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2191                 rcu_read_lock();
2192                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2193                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2194                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2195                                 break;
2196                         }
2197                 }
2198                 rcu_read_unlock();
2199         }
2200
2201         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2202                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2203 #endif /* CONFIG_SMP */
2204
2205         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2206         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2207
2208         if (wake_flags & WF_SYNC)
2209                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2210 }
2211
2212 /*
2213  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2214  */
2215 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2216                            struct rq_flags *rf)
2217 {
2218         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2219         p->state = TASK_RUNNING;
2220         trace_sched_wakeup(p);
2221
2222 #ifdef CONFIG_SMP
2223         if (p->sched_class->task_woken) {
2224                 /*
2225                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2226                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2227                  */
2228                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2229                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2230                 rq_repin_lock(rq, rf);
2231         }
2232
2233         if (rq->idle_stamp) {
2234                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2235                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2236
2237                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2238
2239                 if (rq->avg_idle > max)
2240                         rq->avg_idle = max;
2241
2242                 rq->idle_stamp = 0;
2243         }
2244 #endif
2245 }
2246
2247 static void
2248 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2249                  struct rq_flags *rf)
2250 {
2251         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2252
2253         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2254
2255 #ifdef CONFIG_SMP
2256         if (p->sched_contributes_to_load)
2257                 rq->nr_uninterruptible--;
2258
2259         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2260                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2261 #endif
2262
2263         activate_task(rq, p, en_flags);
2264         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2269  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2270  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2271  * the task is still ->on_rq.
2272  */
2273 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2274 {
2275         struct rq_flags rf;
2276         struct rq *rq;
2277         int ret = 0;
2278
2279         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2280         if (task_on_rq_queued(p)) {
2281                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2282                 update_rq_clock(rq);
2283                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2284                 ret = 1;
2285         }
2286         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2287
2288         return ret;
2289 }
2290
2291 #ifdef CONFIG_SMP
2292 void sched_ttwu_pending(void)
2293 {
2294         struct rq *rq = this_rq();
2295         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2296         struct task_struct *p, *t;
2297         struct rq_flags rf;
2298
2299         if (!llist)
2300                 return;
2301
2302         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2303         update_rq_clock(rq);
2304
2305         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2306                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2307
2308         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2309 }
2310
2311 void scheduler_ipi(void)
2312 {
2313         /*
2314          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
2315          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
2316          * this IPI.
2317          */
2318         preempt_fold_need_resched();
2319
2320         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2321                 return;
2322
2323         /*
2324          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2325          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2326          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2327          * we do call them.
2328          *
2329          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2330          * properly.
2331          *
2332          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2333          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2334          * somewhat pessimize the simple resched case.
2335          */
2336         irq_enter();
2337         sched_ttwu_pending();
2338
2339         /*
2340          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2341          */
2342         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
2343                 this_rq()->idle_balance = 1;
2344                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2345         }
2346         irq_exit();
2347 }
2348
2349 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2350 {
2351         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2352
2353         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2354
2355         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
2356                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2357                         smp_send_reschedule(cpu);
2358                 else
2359                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2360         }
2361 }
2362
2363 void wake_up_if_idle(int cpu)
2364 {
2365         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2366         struct rq_flags rf;
2367
2368         rcu_read_lock();
2369
2370         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2371                 goto out;
2372
2373         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2374                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2375         } else {
2376                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2377                 if (is_idle_task(rq->curr))
2378                         smp_send_reschedule(cpu);
2379                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2380                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2381         }
2382
2383 out:
2384         rcu_read_unlock();
2385 }
2386
2387 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2388 {
2389         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2390 }
2391 #endif /* CONFIG_SMP */
2392
2393 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2394 {
2395         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2396         struct rq_flags rf;
2397
2398 #if defined(CONFIG_SMP)
2399         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2400                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2401                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
2402                 return;
2403         }
2404 #endif
2405
2406         rq_lock(rq, &rf);
2407         update_rq_clock(rq);
2408         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2409         rq_unlock(rq, &rf);
2410 }
2411
2412 /*
2413  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2414  *
2415  *  MIGRATION
2416  *
2417  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2418  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2419  * execution on its new CPU [c1].
2420  *
2421  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2422  *
2423  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2424  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2425  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2426  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2427  *
2428  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2429  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2430  *
2431  * Example:
2432  *
2433  *   CPU0            CPU1            CPU2
2434  *
2435  *   LOCK rq(0)->lock
2436  *   sched-out X
2437  *   sched-in Y
2438  *   UNLOCK rq(0)->lock
2439  *
2440  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2441  *                                   dequeue X
2442  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2443  *
2444  *                                   LOCK rq(1)->lock
2445  *                                   enqueue X
2446  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2447  *
2448  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2449  *                   sched-out Z
2450  *                   sched-in X
2451  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2452  *
2453  *
2454  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2455  *
2456  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2457  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2458  * chain to provide order. Instead we do:
2459  *
2460  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2461  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2462  *
2463  * Example:
2464  *
2465  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2466  *
2467  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2468  *   dequeue X
2469  *   sched-out X
2470  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2471  *
2472  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2473  *                    X->state = WAKING
2474  *                    set_task_cpu(X,2)
2475  *
2476  *                    LOCK rq(2)->lock
2477  *                    enqueue X
2478  *                    X->state = RUNNING
2479  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2480  *
2481  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2482  *                                          sched-out Z
2483  *                                          sched-in X
2484  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2485  *
2486  *                    UNLOCK X->pi_lock
2487  *   UNLOCK rq(0)->lock
2488  *
2489  *
2490  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2491  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2492  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2493  */
2494
2495 /**
2496  * try_to_wake_up - wake up a thread
2497  * @p: the thread to be awakened
2498  * @state: the mask of task states that can be woken
2499  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2500  *
2501  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2502  *
2503  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2504  *
2505  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2506  * set_current_state().
2507  *
2508  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2509  * state; see set_current_state().
2510  *
2511  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2512  *         %false otherwise.
2513  */
2514 static int
2515 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2516 {
2517         unsigned long flags;
2518         int cpu, success = 0;
2519
2520         preempt_disable();
2521         if (p == current) {
2522                 /*
2523                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2524                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2525                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2526                  * without taking any locks.
2527                  *
2528                  * In particular:
2529                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2530                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2531                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2532                  */
2533                 if (!(p->state & state))
2534                         goto out;
2535
2536                 success = 1;
2537                 cpu = task_cpu(p);
2538                 trace_sched_waking(p);
2539                 p->state = TASK_RUNNING;
2540                 trace_sched_wakeup(p);
2541                 goto out;
2542         }
2543
2544         /*
2545          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2546          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2547          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2548          * set_current_state() the waiting thread does.
2549          */
2550         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2551         smp_mb__after_spinlock();
2552         if (!(p->state & state))
2553                 goto unlock;
2554
2555         trace_sched_waking(p);
2556
2557         /* We're going to change ->state: */
2558         success = 1;
2559         cpu = task_cpu(p);
2560
2561         /*
2562          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2563          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2564          * in smp_cond_load_acquire() below.
2565          *
2566          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2567          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2568          *   UNLOCK rq->lock
2569          *
2570          * __schedule() (switch to task 'p')
2571          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2572          *   smp_mb__after_spinlock();
2573          *   UNLOCK rq->lock
2574          *
2575          * [task p]
2576          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2577          *
2578          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2579          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2580          */
2581         smp_rmb();
2582         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2583                 goto unlock;
2584
2585 #ifdef CONFIG_SMP
2586         /*
2587          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2588          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2589          *
2590          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2591          * from the runqueue.
2592          *
2593          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2594          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2595          *   UNLOCK rq->lock
2596          *
2597          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2598          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2599          *   smp_mb__after_spinlock();
2600          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2601          *
2602          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2603          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2604          */
2605         smp_rmb();
2606
2607         /*
2608          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2609          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2610          *
2611          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2612          *
2613          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2614          * their previous state and preserve Program Order.
2615          */
2616         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2617
2618         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2619         p->state = TASK_WAKING;
2620
2621         if (p->in_iowait) {
2622                 delayacct_blkio_end(p);
2623                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2624         }
2625
2626         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2627         if (task_cpu(p) != cpu) {
2628                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2629                 psi_ttwu_dequeue(p);
2630                 set_task_cpu(p, cpu);
2631         }
2632
2633 #else /* CONFIG_SMP */
2634
2635         if (p->in_iowait) {
2636                 delayacct_blkio_end(p);
2637                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2638         }
2639
2640 #endif /* CONFIG_SMP */
2641
2642         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2643 unlock:
2644         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2645 out:
2646         if (success)
2647                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2648         preempt_enable();
2649
2650         return success;
2651 }
2652
2653 /**
2654  * wake_up_process - Wake up a specific process
2655  * @p: The process to be woken up.
2656  *
2657  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2658  * processes.
2659  *
2660  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2661  *
2662  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2663  */
2664 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2665 {
2666         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2667 }
2668 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2669
2670 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2671 {
2672         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2673 }
2674
2675 /*
2676  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2677  * p is forked by current.
2678  *
2679  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2680  */
2681 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2682 {
2683         p->on_rq                        = 0;
2684
2685         p->se.on_rq                     = 0;
2686         p->se.exec_start                = 0;
2687         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2688         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2689         p->se.nr_migrations             = 0;
2690         p->se.vruntime                  = 0;
2691         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2692
2693 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2694         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2695 #endif
2696
2697 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2698         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2699         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2700 #endif
2701
2702         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2703         init_dl_task_timer(&p->dl);
2704         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2705         __dl_clear_params(p);
2706
2707         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2708         p->rt.timeout           = 0;
2709         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2710         p->rt.on_rq             = 0;
2711         p->rt.on_list           = 0;
2712
2713 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2714         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2715 #endif
2716
2717 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2718         p->capture_control = NULL;
2719 #endif
2720         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2721 }
2722
2723 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2724
2725 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2726
2727 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2728 {
2729         if (enabled)
2730                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2731         else
2732                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2733 }
2734
2735 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2736 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2737                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2738 {
2739         struct ctl_table t;
2740         int err;
2741         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2742
2743         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2744                 return -EPERM;
2745
2746         t = *table;
2747         t.data = &state;
2748         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2749         if (err < 0)
2750                 return err;
2751         if (write)
2752                 set_numabalancing_state(state);
2753         return err;
2754 }
2755 #endif
2756 #endif
2757
2758 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2759
2760 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2761 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2762
2763 static void set_schedstats(bool enabled)
2764 {
2765         if (enabled)
2766                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2767         else
2768                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2769 }
2770
2771 void force_schedstat_enabled(void)
2772 {
2773         if (!schedstat_enabled()) {
2774                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2775                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2776         }
2777 }
2778
2779 static int __init setup_schedstats(char *str)
2780 {
2781         int ret = 0;
2782         if (!str)
2783                 goto out;
2784
2785         /*
2786          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2787          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2788          * variable so init_schedstats() can do it later.
2789          */
2790         if (!strcmp(str, "enable")) {
2791                 __sched_schedstats = true;
2792                 ret = 1;
2793         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2794                 __sched_schedstats = false;
2795                 ret = 1;
2796         }
2797 out:
2798         if (!ret)
2799                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2800
2801         return ret;
2802 }
2803 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2804
2805 static void __init init_schedstats(void)
2806 {
2807         set_schedstats(__sched_schedstats);
2808 }
2809
2810 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2811 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2812                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2813 {
2814         struct ctl_table t;
2815         int err;
2816         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2817
2818         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2819                 return -EPERM;
2820
2821         t = *table;
2822         t.data = &state;
2823         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2824         if (err < 0)
2825                 return err;
2826         if (write)
2827                 set_schedstats(state);
2828         return err;
2829 }
2830 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2831 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2832 static inline void init_schedstats(void) {}
2833 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2834
2835 /*
2836  * fork()/clone()-time setup:
2837  */
2838 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2839 {
2840         unsigned long flags;
2841
2842         __sched_fork(clone_flags, p);
2843         /*
2844          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2845          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2846          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2847          */
2848         p->state = TASK_NEW;
2849
2850         /*
2851          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2852          */
2853         p->prio = current->normal_prio;
2854
2855         uclamp_fork(p);
2856
2857         /*
2858          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2859          */
2860         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2861                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2862                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2863                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2864                         p->rt_priority = 0;
2865                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2866                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2867
2868                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2869                 set_load_weight(p, false);
2870
2871                 /*
2872                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2873                  * fulfilled its duty:
2874                  */
2875                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2876         }
2877
2878         if (dl_prio(p->prio))
2879                 return -EAGAIN;
2880         else if (rt_prio(p->prio))
2881                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2882         else
2883                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2884
2885         init_entity_runnable_average(&p->se);
2886
2887         /*
2888          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2889          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2890          * is ran before sched_fork().
2891          *
2892          * Silence PROVE_RCU.
2893          */
2894         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2895         /*
2896          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2897          * so use __set_task_cpu().
2898          */
2899         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2900         if (p->sched_class->task_fork)
2901                 p->sched_class->task_fork(p);
2902         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2903
2904 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2905         if (likely(sched_info_on()))
2906                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2907 #endif
2908 #if defined(CONFIG_SMP)
2909         p->on_cpu = 0;
2910 #endif
2911         init_task_preempt_count(p);
2912 #ifdef CONFIG_SMP
2913         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2914         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2915 #endif
2916         return 0;
2917 }
2918
2919 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2920 {
2921         if (runtime == RUNTIME_INF)
2922                 return BW_UNIT;
2923
2924         /*
2925          * Doing this here saves a lot of checks in all
2926          * the calling paths, and returning zero seems
2927          * safe for them anyway.
2928          */
2929         if (period == 0)
2930                 return 0;
2931
2932         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2933 }
2934
2935 /*
2936  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2937  *
2938  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2939  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2940  * on the runqueue and wakes it.
2941  */
2942 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2943 {
2944         struct rq_flags rf;
2945         struct rq *rq;
2946
2947         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2948         p->state = TASK_RUNNING;
2949 #ifdef CONFIG_SMP
2950         /*
2951          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2952          *  - cpus_ptr can change in the fork path
2953          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2954          *
2955          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2956          * as we're not fully set-up yet.
2957          */
2958         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2959         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2960 #endif
2961         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2962         update_rq_clock(rq);
2963         post_init_entity_util_avg(p);
2964
2965         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2966         trace_sched_wakeup_new(p);
2967         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2968 #ifdef CONFIG_SMP
2969         if (p->sched_class->task_woken) {
2970                 /*
2971                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2972                  * drop it.
2973                  */
2974                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2975                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2976                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2977         }
2978 #endif
2979         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2980 }
2981
2982 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2983
2984 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2985
2986 void preempt_notifier_inc(void)
2987 {
2988         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2989 }
2990 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2991
2992 void preempt_notifier_dec(void)
2993 {
2994         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2995 }
2996 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2997
2998 /**
2999  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3000  * @notifier: notifier struct to register
3001  */
3002 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3003 {
3004         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3005                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3006
3007         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3008 }
3009 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3010
3011 /**
3012  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3013  * @notifier: notifier struct to unregister
3014  *
3015  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3016  */
3017 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3018 {
3019         hlist_del(&notifier->link);
3020 }
3021 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3022
3023 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3024 {
3025         struct preempt_notifier *notifier;
3026
3027         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3028                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3029 }
3030
3031 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3032 {
3033         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3034                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3035 }
3036
3037 static void
3038 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3039                                    struct task_struct *next)
3040 {
3041         struct preempt_notifier *notifier;
3042
3043         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3044                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3045 }
3046
3047 static __always_inline void
3048 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3049                                  struct task_struct *next)
3050 {
3051         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3052                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3053 }
3054
3055 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3056
3057 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3058 {
3059 }
3060
3061 static inline void
3062 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3063                                  struct task_struct *next)
3064 {
3065 }
3066
3067 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3068
3069 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3070 {
3071 #ifdef CONFIG_SMP
3072         /*
3073          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3074          * such that any running task will have this set.
3075          */
3076         next->on_cpu = 1;
3077 #endif
3078 }
3079
3080 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3081 {
3082 #ifdef CONFIG_SMP
3083         /*
3084          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3085          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3086          * finished.
3087          *
3088          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3089          * happen before this.
3090          *
3091          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3092          */
3093         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3094 #endif
3095 }
3096
3097 static inline void
3098 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3099 {
3100         /*
3101          * Since the runqueue lock will be released by the next
3102          * task (which is an invalid locking op but in the case
3103          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3104          * do an early lockdep release here:
3105          */
3106         rq_unpin_lock(rq, rf);
3107         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3108 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3109         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3110         rq->lock.owner = next;
3111 #endif
3112 }
3113
3114 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3115 {
3116         /*
3117          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3118          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3119          * prev into current:
3120          */
3121         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3122         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3123 }
3124
3125 /*
3126  * NOP if the arch has not defined these:
3127  */
3128
3129 #ifndef prepare_arch_switch
3130 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3131 #endif
3132
3133 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3134 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3135 #endif
3136
3137 /**
3138  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3139  * @rq: the runqueue preparing to switch
3140  * @prev: the current task that is being switched out
3141  * @next: the task we are going to switch to.
3142  *
3143  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3144  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3145  * switch.
3146  *
3147  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3148  * hooks.
3149  */
3150 static inline void
3151 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3152                     struct task_struct *next)
3153 {
3154         kcov_prepare_switch(prev);
3155         sched_info_switch(rq, prev, next);
3156         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3157         rseq_preempt(prev);
3158         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3159         prepare_task(next);
3160         prepare_arch_switch(next);
3161 }
3162
3163 /**
3164  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3165  * @prev: the thread we just switched away from.
3166  *
3167  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3168  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3169  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3170  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3171  *
3172  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3173  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3174  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3175  * details.)
3176  *
3177  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3178  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3179  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3180  * because prev may have moved to another CPU.
3181  */
3182 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3183         __releases(rq->lock)
3184 {
3185         struct rq *rq = this_rq();
3186         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3187         long prev_state;
3188
3189         /*
3190          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3191          * because it left us after:
3192          *
3193          *      schedule()
3194          *        preempt_disable();                    // 1
3195          *        __schedule()
3196          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3197          *
3198          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3199          */
3200         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3201                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3202                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3203                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3204
3205         rq->prev_mm = NULL;
3206
3207         /*
3208          * A task struct has one reference for the use as "current".
3209          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3210          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3211          * the scheduled task must drop that reference.
3212          *
3213          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3214          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3215          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3216          * transition, resulting in a double drop.
3217          */
3218         prev_state = prev->state;
3219         vtime_task_switch(prev);
3220         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3221         finish_task(prev);
3222         finish_lock_switch(rq);
3223         finish_arch_post_lock_switch();
3224         kcov_finish_switch(current);
3225
3226         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3227         /*
3228          * When switching through a kernel thread, the loop in
3229          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3230          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3231          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3232          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3233          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3234          *
3235          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3236          *   provided by mmdrop(),
3237          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3238          */
3239         if (mm) {
3240                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3241                 mmdrop(mm);
3242         }
3243         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3244                 if (prev->sched_class->task_dead)
3245                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3246
3247                 /*
3248                  * Remove function-return probe instances associated with this
3249                  * task and put them back on the free list.
3250                  */
3251                 kprobe_flush_task(prev);
3252
3253                 /* Task is done with its stack. */
3254                 put_task_stack(prev);
3255
3256                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3257         }
3258
3259         tick_nohz_task_switch();
3260         return rq;
3261 }
3262
3263 #ifdef CONFIG_SMP
3264
3265 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3266 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3267 {
3268         struct callback_head *head, *next;
3269         void (*func)(struct rq *rq);
3270         unsigned long flags;
3271
3272         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3273         head = rq->balance_callback;
3274         rq->balance_callback = NULL;
3275         while (head) {
3276                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3277                 next = head->next;
3278                 head->next = NULL;
3279                 head = next;
3280
3281                 func(rq);
3282         }
3283         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3284 }
3285
3286 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3287 {
3288         if (unlikely(rq->balance_callback))
3289                 __balance_callback(rq);
3290 }
3291
3292 #else
3293
3294 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3295 {
3296 }
3297
3298 #endif
3299
3300 /**
3301  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3302  * @prev: the thread we just switched away from.
3303  */
3304 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3305         __releases(rq->lock)
3306 {
3307         struct rq *rq;
3308
3309         /*
3310          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3311          * finish_task_switch() for details.
3312          *
3313          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3314          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3315          * PREEMPT_COUNT kernels).
3316          */
3317
3318         rq = finish_task_switch(prev);
3319         balance_callback(rq);
3320         preempt_enable();
3321
3322         if (current->set_child_tid)
3323                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3324
3325         calculate_sigpending();
3326 }
3327
3328 /*
3329  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3330  */
3331 static __always_inline struct rq *
3332 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3333                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3334 {
3335         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3336
3337         /*
3338          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3339          * combine the page table reload and the switch backend into
3340          * one hypercall.
3341          */
3342         arch_start_context_switch(prev);
3343
3344         /*
3345          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3346          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3347          *
3348          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3349          *   user ->   user   switch
3350          */
3351         if (!next->mm) {                                // to kernel
3352                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3353
3354                 next->active_mm = prev->active_mm;
3355                 if (prev->mm)                           // from user
3356                         mmgrab(prev->active_mm);
3357                 else
3358                         prev->active_mm = NULL;
3359         } else {                                        // to user
3360                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3361                 /*
3362                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3363                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3364                  *
3365                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3366                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3367                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3368                  */
3369                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3370
3371                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3372                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3373                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3374                         prev->active_mm = NULL;
3375                 }
3376         }
3377
3378         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3379
3380         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3381
3382         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3383         switch_to(prev, next, prev);
3384         barrier();
3385
3386         return finish_task_switch(prev);
3387 }
3388
3389 /*
3390  * nr_running and nr_context_switches:
3391  *
3392  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3393  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3394  */
3395 unsigned long nr_running(void)
3396 {
3397         unsigned long i, sum = 0;
3398
3399         for_each_online_cpu(i)
3400                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3401
3402         return sum;
3403 }
3404
3405 /*
3406  * Check if only the current task is running on the CPU.
3407  *
3408  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3409  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3410  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3411  *
3412  * - from a non-preemptible section (of course)
3413  *
3414  * - from a thread that is bound to a single CPU
3415  *
3416  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3417  */
3418 bool single_task_running(void)
3419 {
3420         return raw_rq()->nr_running == 1;
3421 }
3422 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3423
3424 unsigned long long nr_context_switches(void)
3425 {
3426         int i;
3427         unsigned long long sum = 0;
3428
3429         for_each_possible_cpu(i)
3430                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3431
3432         return sum;
3433 }
3434
3435 /*
3436  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3437  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3438  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3439  * it does become runnable.
3440  */
3441
3442 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3443 {
3444         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3445 }
3446
3447 /*
3448  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3449  *
3450  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3451  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3452  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3453  *
3454  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3455  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3456  * running and we'd not be idle.
3457  *
3458  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3459  * is broken.
3460  *
3461  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3462  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3463  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3464  * utilising both CPUs.
3465  *
3466  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3467  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3468  *
3469  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3470  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3471  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3472  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3473  *
3474  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3475  */
3476
3477 unsigned long nr_iowait(void)
3478 {
3479         unsigned long i, sum = 0;
3480
3481         for_each_possible_cpu(i)
3482                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3483
3484         return sum;
3485 }
3486
3487 #ifdef CONFIG_SMP
3488
3489 /*
3490  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3491  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3492  */
3493 void sched_exec(void)
3494 {
3495         struct task_struct *p = current;
3496         unsigned long flags;
3497         int dest_cpu;
3498
3499         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3500         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3501         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3502                 goto unlock;
3503
3504         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3505                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3506
3507                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3508                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3509                 return;
3510         }
3511 unlock:
3512         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3513 }
3514
3515 #endif
3516
3517 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3518 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3519
3520 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3521 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3522
3523 /*
3524  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3525  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3526  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3527  * Prefetching this data results in improved performance.
3528  */
3529 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3530 {
3531 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3532         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3533 #else
3534         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3535 #endif
3536         prefetch(curr);
3537         prefetch(&curr->exec_start);
3538 }
3539
3540 /*
3541  * Return accounted runtime for the task.
3542  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3543  * pending runtime that have not been accounted yet.
3544  */
3545 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3546 {
3547         struct rq_flags rf;
3548         struct rq *rq;
3549         u64 ns;
3550
3551 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3552         /*
3553          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3554          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3555          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3556          *
3557          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3558          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3559          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3560          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3561          * been accounted, so we're correct here as well.
3562          */
3563         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3564                 return p->se.sum_exec_runtime;
3565 #endif
3566
3567         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3568         /*
3569          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3570          * project cycles that may never be accounted to this
3571          * thread, breaking clock_gettime().
3572          */
3573         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3574                 prefetch_curr_exec_start(p);
3575                 update_rq_clock(rq);
3576                 p->sched_class->update_curr(rq);
3577         }
3578         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3579         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3580
3581         return ns;
3582 }
3583
3584 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, thermal_pressure);
3585
3586 void arch_set_thermal_pressure(struct cpumask *cpus,
3587                                unsigned long th_pressure)
3588 {
3589         int cpu;
3590
3591         for_each_cpu(cpu, cpus)
3592                 WRITE_ONCE(per_cpu(thermal_pressure, cpu), th_pressure);
3593 }
3594
3595 /*
3596  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3597  * We call it with interrupts disabled.
3598  */
3599 void scheduler_tick(void)
3600 {
3601         int cpu = smp_processor_id();
3602         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3603         struct task_struct *curr = rq->curr;
3604         struct rq_flags rf;
3605         unsigned long thermal_pressure;
3606
3607         arch_scale_freq_tick();
3608         sched_clock_tick();
3609
3610         rq_lock(rq, &rf);
3611
3612         update_rq_clock(rq);
3613         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
3614         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
3615         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3616         calc_global_load_tick(rq);
3617         psi_task_tick(rq);
3618
3619         rq_unlock(rq, &rf);
3620
3621         perf_event_task_tick();
3622
3623 #ifdef CONFIG_SMP
3624         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3625         trigger_load_balance(rq);
3626 #endif
3627 }
3628
3629 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3630
3631 struct tick_work {
3632         int                     cpu;
3633         atomic_t                state;
3634         struct delayed_work     work;
3635 };
3636 /* Values for ->state, see diagram below. */
3637 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3638 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3639 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3640
3641 /*
3642  * State diagram for ->state:
3643  *
3644  *
3645  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3646  *                    |   ^
3647  *                    |   |
3648  *                    |   | sched_tick_remote()
3649  *                    |   |
3650  *                    |   |
3651  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3652  *                    |   ^
3653  *                    |   |
3654  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3655  *                    |   |
3656  *                    V   |
3657  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3658  *
3659  *
3660  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3661  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3662  */
3663
3664 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3665
3666 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3667 {
3668         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3669         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3670         int cpu = twork->cpu;
3671         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3672         struct task_struct *curr;
3673         struct rq_flags rf;
3674         u64 delta;
3675         int os;
3676
3677         /*
3678          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3679          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3680          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3681          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3682          * of when exactly it is running.
3683          */
3684         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3685                 goto out_requeue;
3686
3687         rq_lock_irq(rq, &rf);
3688         curr = rq->curr;
3689         if (cpu_is_offline(cpu))
3690                 goto out_unlock;
3691
3692         update_rq_clock(rq);
3693
3694         if (!is_idle_task(curr)) {
3695                 /*
3696                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3697                  * amount of time.
3698                  */
3699                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3700                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3701         }
3702         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3703
3704         calc_load_nohz_remote(rq);
3705 out_unlock:
3706         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3707 out_requeue:
3708
3709         /*
3710          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3711          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3712          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3713          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3714          */
3715         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3716         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3717         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3718                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3719 }
3720
3721 static void sched_tick_start(int cpu)
3722 {
3723         int os;
3724         struct tick_work *twork;
3725
3726         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3727                 return;
3728
3729         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3730
3731         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3732         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3733         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3734         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3735                 twork->cpu = cpu;
3736                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3737                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3738         }
3739 }
3740
3741 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3742 static void sched_tick_stop(int cpu)
3743 {
3744         struct tick_work *twork;
3745         int os;
3746
3747         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3748                 return;
3749
3750         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3751
3752         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3753         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3754         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3755         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3756         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3757 }
3758 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3759
3760 int __init sched_tick_offload_init(void)
3761 {
3762         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3763         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3764         return 0;
3765 }
3766
3767 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3768 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3769 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3770 #endif
3771
3772 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3773                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3774 /*
3775  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3776  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3777  */
3778 static inline void preempt_latency_start(int val)
3779 {
3780         if (preempt_count() == val) {
3781                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3782 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3783                 current->preempt_disable_ip = ip;
3784 #endif
3785                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3786         }
3787 }
3788
3789 void preempt_count_add(int val)
3790 {
3791 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3792         /*
3793          * Underflow?
3794          */
3795         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3796                 return;
3797 #endif
3798         __preempt_count_add(val);
3799 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3800         /*
3801          * Spinlock count overflowing soon?
3802          */
3803         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3804                                 PREEMPT_MASK - 10);
3805 #endif
3806         preempt_latency_start(val);
3807 }
3808 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3809 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3810
3811 /*
3812  * If the value passed in equals to the current preempt count
3813  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3814  */
3815 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3816 {
3817         if (preempt_count() == val)
3818                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3819 }
3820
3821 void preempt_count_sub(int val)
3822 {
3823 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3824         /*
3825          * Underflow?
3826          */
3827         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3828                 return;
3829         /*
3830          * Is the spinlock portion underflowing?
3831          */
3832         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3833                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3834                 return;
3835 #endif
3836
3837         preempt_latency_stop(val);
3838         __preempt_count_sub(val);
3839 }
3840 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3841 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3842
3843 #else
3844 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3845 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3846 #endif
3847
3848 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3849 {
3850 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3851         return p->preempt_disable_ip;
3852 #else
3853         return 0;
3854 #endif
3855 }
3856
3857 /*
3858  * Print scheduling while atomic bug:
3859  */
3860 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3861 {
3862         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3863         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3864
3865         if (oops_in_progress)
3866                 return;
3867
3868         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3869                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3870
3871         debug_show_held_locks(prev);
3872         print_modules();
3873         if (irqs_disabled())
3874                 print_irqtrace_events(prev);
3875         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3876             && in_atomic_preempt_off()) {
3877                 pr_err("Preemption disabled at:");
3878                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3879                 pr_cont("\n");
3880         }
3881         if (panic_on_warn)
3882                 panic("scheduling while atomic\n");
3883
3884         dump_stack();
3885         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3886 }
3887
3888 /*
3889  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3890  */
3891 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3892 {
3893 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3894         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3895                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3896 #endif
3897
3898 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3899         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3900                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3901                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3902                 dump_stack();
3903                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3904         }
3905 #endif
3906
3907         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3908                 __schedule_bug(prev);
3909                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3910         }
3911         rcu_sleep_check();
3912
3913         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3914
3915         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3916 }
3917
3918 /*
3919  * Pick up the highest-prio task:
3920  */
3921 static inline struct task_struct *
3922 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3923 {
3924         const struct sched_class *class;
3925         struct task_struct *p;
3926
3927         /*
3928          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3929          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3930          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3931          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3932          */
3933         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3934                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3935                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3936
3937                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
3938                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3939                         goto restart;
3940
3941                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3942                 if (!p) {
3943                         put_prev_task(rq, prev);
3944                         p = pick_next_task_idle(rq);
3945                 }
3946
3947                 return p;
3948         }
3949
3950 restart:
3951 #ifdef CONFIG_SMP
3952         /*
3953          * We must do the balancing pass before put_next_task(), such
3954          * that when we release the rq->lock the task is in the same
3955          * state as before we took rq->lock.
3956          *
3957          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
3958          * a runnable task of @class priority or higher.
3959          */
3960         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
3961                 if (class->balance(rq, prev, rf))
3962                         break;
3963         }
3964 #endif
3965
3966         put_prev_task(rq, prev);
3967
3968         for_each_class(class) {
3969                 p = class->pick_next_task(rq);
3970                 if (p)
3971                         return p;
3972         }
3973
3974         /* The idle class should always have a runnable task: */
3975         BUG();
3976 }
3977
3978 /*
3979  * __schedule() is the main scheduler function.
3980  *
3981  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3982  *
3983  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3984  *
3985  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3986  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3987  *
3988  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3989  *      interrupt handler scheduler_tick().
3990  *
3991  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3992  *      task to the run-queue and that's it.
3993  *
3994  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3995  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3996  *      called on the nearest possible occasion:
3997  *
3998  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
3999  *
4000  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4001  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4002  *           spin_unlock()!)
4003  *
4004  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4005  *           preemptible context
4006  *
4007  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4008  *         then at the next:
4009  *
4010  *          - cond_resched() call
4011  *          - explicit schedule() call
4012  *          - return from syscall or exception to user-space
4013  *          - return from interrupt-handler to user-space
4014  *
4015  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4016  */
4017 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4018 {
4019         struct task_struct *prev, *next;
4020         unsigned long *switch_count;
4021         struct rq_flags rf;
4022         struct rq *rq;
4023         int cpu;
4024
4025         cpu = smp_processor_id();
4026         rq = cpu_rq(cpu);
4027         prev = rq->curr;
4028
4029         schedule_debug(prev, preempt);
4030
4031         if (sched_feat(HRTICK))
4032                 hrtick_clear(rq);
4033
4034         local_irq_disable();
4035         rcu_note_context_switch(preempt);
4036
4037         /*
4038          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4039          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4040          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4041          *
4042          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4043          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4044          */
4045         rq_lock(rq, &rf);
4046         smp_mb__after_spinlock();
4047
4048         /* Promote REQ to ACT */
4049         rq->clock_update_flags <<= 1;
4050         update_rq_clock(rq);
4051
4052         switch_count = &prev->nivcsw;
4053         if (!preempt && prev->state) {
4054                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4055                         prev->state = TASK_RUNNING;
4056                 } else {
4057                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4058
4059                         if (prev->in_iowait) {
4060                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4061                                 delayacct_blkio_start();
4062                         }
4063                 }
4064                 switch_count = &prev->nvcsw;
4065         }
4066
4067         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4068         clear_tsk_need_resched(prev);
4069         clear_preempt_need_resched();
4070
4071         if (likely(prev != next)) {
4072                 rq->nr_switches++;
4073                 /*
4074                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4075                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4076                  */
4077                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4078                 /*
4079                  * The membarrier system call requires each architecture
4080                  * to have a full memory barrier after updating
4081                  * rq->curr, before returning to user-space.
4082                  *
4083                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4084                  * various architectures:
4085                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4086                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4087                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4088                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4089                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4090                  *   is a RELEASE barrier),
4091                  */
4092                 ++*switch_count;
4093
4094                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
4095
4096                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4097
4098                 /* Also unlocks the rq: */
4099                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4100         } else {
4101                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4102                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4103         }
4104
4105         balance_callback(rq);
4106 }
4107
4108 void __noreturn do_task_dead(void)
4109 {
4110         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4111         set_special_state(TASK_DEAD);
4112
4113         /* Tell freezer to ignore us: */
4114         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4115
4116         __schedule(false);
4117         BUG();
4118
4119         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4120         for (;;)
4121                 cpu_relax();
4122 }
4123
4124 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4125 {
4126         if (!tsk->state)
4127                 return;
4128
4129         /*
4130          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4131          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4132          * As this function is called inside the schedule() context,
4133          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4134          * in the possible wakeup of a kworker.
4135          */
4136         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4137                 preempt_disable();
4138                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4139                         wq_worker_sleeping(tsk);
4140                 else
4141                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4142                 preempt_enable_no_resched();
4143         }
4144
4145         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4146                 return;
4147
4148         /*
4149          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4150          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4151          */
4152         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4153                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4154 }
4155
4156 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4157 {
4158         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4159                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4160                         wq_worker_running(tsk);
4161                 else
4162                         io_wq_worker_running(tsk);
4163         }
4164 }
4165
4166 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4167 {
4168         struct task_struct *tsk = current;
4169
4170         sched_submit_work(tsk);
4171         do {
4172                 preempt_disable();
4173                 __schedule(false);
4174                 sched_preempt_enable_no_resched();
4175         } while (need_resched());
4176         sched_update_worker(tsk);
4177 }
4178 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4179
4180 /*
4181  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4182  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4183  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4184  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4185  * (schedule out non-voluntarily).
4186  *
4187  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4188  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4189  */
4190 void __sched schedule_idle(void)
4191 {
4192         /*
4193          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4194          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4195          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4196          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4197          * TASK_RUNNING state.
4198          */
4199         WARN_ON_ONCE(current->state);
4200         do {
4201                 __schedule(false);
4202         } while (need_resched());
4203 }
4204
4205 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4206 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4207 {
4208         /*
4209          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4210          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4211          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4212          * we find a better solution.
4213          *
4214          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4215          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4216          * too frequently to make sense yet.
4217          */
4218         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4219         schedule();
4220         exception_exit(prev_state);
4221 }
4222 #endif
4223
4224 /**
4225  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4226  *
4227  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4228  */
4229 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4230 {
4231         sched_preempt_enable_no_resched();
4232         schedule();
4233         preempt_disable();
4234 }
4235
4236 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4237 {
4238         do {
4239                 /*
4240                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4241                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4242                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4243                  * by the function tracer will call this function again and
4244                  * cause infinite recursion.
4245                  *
4246                  * Preemption must be disabled here before the function
4247                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4248                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4249                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4250                  * which can also be traced by the function tracer.
4251                  */
4252                 preempt_disable_notrace();
4253                 preempt_latency_start(1);
4254                 __schedule(true);
4255                 preempt_latency_stop(1);
4256                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4257
4258                 /*
4259                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4260                  * between schedule and now.
4261                  */
4262         } while (need_resched());
4263 }
4264
4265 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4266 /*
4267  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4268  * off of preempt_enable.
4269  */
4270 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4271 {
4272         /*
4273          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4274          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4275          */
4276         if (likely(!preemptible()))
4277                 return;
4278
4279         preempt_schedule_common();
4280 }
4281 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4282 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4283
4284 /**
4285  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4286  *
4287  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4288  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4289  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4290  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4291  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4292  * to be called when the system is still in usermode.
4293  *
4294  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4295  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4296  * calling the scheduler.
4297  */
4298 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4299 {
4300         enum ctx_state prev_ctx;
4301
4302         if (likely(!preemptible()))
4303                 return;
4304
4305         do {
4306                 /*
4307                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4308                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4309                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4310                  * by the function tracer will call this function again and
4311                  * cause infinite recursion.
4312                  *
4313                  * Preemption must be disabled here before the function
4314                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4315                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4316                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4317                  * which can also be traced by the function tracer.
4318                  */
4319                 preempt_disable_notrace();
4320                 preempt_latency_start(1);
4321                 /*
4322                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4323                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4324                  * an infinite recursion.
4325                  */
4326                 prev_ctx = exception_enter();
4327                 __schedule(true);
4328                 exception_exit(prev_ctx);
4329
4330                 preempt_latency_stop(1);
4331                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4332         } while (need_resched());
4333 }
4334 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4335
4336 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4337
4338 /*
4339  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4340  * off of irq context.
4341  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4342  * protect us against recursive calling from irq.
4343  */
4344 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4345 {
4346         enum ctx_state prev_state;
4347
4348         /* Catch callers which need to be fixed */
4349         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4350
4351         prev_state = exception_enter();
4352
4353         do {
4354                 preempt_disable();
4355                 local_irq_enable();
4356                 __schedule(true);
4357                 local_irq_disable();
4358                 sched_preempt_enable_no_resched();
4359         } while (need_resched());
4360
4361         exception_exit(prev_state);
4362 }
4363
4364 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4365                           void *key)
4366 {
4367         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4368 }
4369 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4370
4371 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4372
4373 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4374 {
4375         if (pi_task)
4376                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4377
4378         return prio;
4379 }
4380
4381 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4382 {
4383         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4384
4385         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4386 }
4387
4388 /*
4389  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4390  * @p: task to boost
4391  * @pi_task: donor task
4392  *
4393  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4394  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4395  *
4396  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4397  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4398  */
4399 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4400 {
4401         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4402                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4403         const struct sched_class *prev_class;
4404         struct rq_flags rf;
4405         struct rq *rq;
4406
4407         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4408         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4409
4410         /*
4411          * If nothing changed; bail early.
4412          */
4413         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4414                 return;
4415
4416         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4417         update_rq_clock(rq);
4418         /*
4419          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4420          * either lock.
4421          *
4422          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4423          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4424          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4425          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4426          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4427          */
4428         p->pi_top_task = pi_task;
4429
4430         /*
4431          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4432          */
4433         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4434                 goto out_unlock;
4435
4436         /*
4437          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4438          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4439          *
4440          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4441          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4442          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4443          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4444          * with interrupts disabled and will complete the lock
4445          * protected section without being interrupted. So there is no
4446          * real need to boost.
4447          */
4448         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4449                 WARN_ON(p != rq->curr);
4450                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4451                 goto out_unlock;
4452         }
4453
4454         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4455         oldprio = p->prio;
4456
4457         if (oldprio == prio)
4458                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4459
4460         prev_class = p->sched_class;
4461         queued = task_on_rq_queued(p);
4462         running = task_current(rq, p);
4463         if (queued)
4464                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4465         if (running)
4466                 put_prev_task(rq, p);
4467
4468         /*
4469          * Boosting condition are:
4470          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4471          *      --> -dl task blocks on mutex A
4472          *
4473          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4474          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4475          *          running task
4476          */
4477         if (dl_prio(prio)) {
4478                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4479                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4480                         p->dl.dl_boosted = 1;
4481                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4482                 } else
4483                         p->dl.dl_boosted = 0;
4484                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4485         } else if (rt_prio(prio)) {
4486                 if (dl_prio(oldprio))
4487                         p->dl.dl_boosted = 0;
4488                 if (oldprio < prio)
4489                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4490                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4491         } else {
4492                 if (dl_prio(oldprio))
4493                         p->dl.dl_boosted = 0;
4494                 if (rt_prio(oldprio))
4495                         p->rt.timeout = 0;
4496                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4497         }
4498
4499         p->prio = prio;
4500
4501         if (queued)
4502                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4503         if (running)
4504                 set_next_task(rq, p);
4505
4506         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4507 out_unlock:
4508         /* Avoid rq from going away on us: */
4509         preempt_disable();
4510         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4511
4512         balance_callback(rq);
4513         preempt_enable();
4514 }
4515 #else
4516 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4517 {
4518         return prio;
4519 }
4520 #endif
4521
4522 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4523 {
4524         bool queued, running;
4525         int old_prio;
4526         struct rq_flags rf;
4527         struct rq *rq;
4528
4529         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4530                 return;
4531         /*
4532          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4533          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4534          */
4535         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4536         update_rq_clock(rq);
4537
4538         /*
4539          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4540          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4541          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4542          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4543          */
4544         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4545                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4546                 goto out_unlock;
4547         }
4548         queued = task_on_rq_queued(p);
4549         running = task_current(rq, p);
4550         if (queued)
4551                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4552         if (running)
4553                 put_prev_task(rq, p);
4554
4555         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4556         set_load_weight(p, true);
4557         old_prio = p->prio;
4558         p->prio = effective_prio(p);
4559
4560         if (queued)
4561                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4562         if (running)
4563                 set_next_task(rq, p);
4564
4565         /*
4566          * If the task increased its priority or is running and
4567          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4568          */
4569         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
4570
4571 out_unlock:
4572         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4573 }
4574 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4575
4576 /*
4577  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4578  * @p: task
4579  * @nice: nice value
4580  */
4581 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4582 {
4583         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4584         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4585
4586         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4587                 capable(CAP_SYS_NICE));
4588 }
4589
4590 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4591
4592 /*
4593  * sys_nice - change the priority of the current process.
4594  * @increment: priority increment
4595  *
4596  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4597  * does similar things.
4598  */
4599 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4600 {
4601         long nice, retval;
4602
4603         /*
4604          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4605          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4606          * and we have a single winner.
4607          */
4608         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4609         nice = task_nice(current) + increment;
4610
4611         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4612         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4613                 return -EPERM;
4614
4615         retval = security_task_setnice(current, nice);
4616         if (retval)
4617                 return retval;
4618
4619         set_user_nice(current, nice);
4620         return 0;
4621 }
4622
4623 #endif
4624
4625 /**
4626  * task_prio - return the priority value of a given task.
4627  * @p: the task in question.
4628  *
4629  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4630  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4631  * around 0, value goes from -16 to +15.
4632  */
4633 int task_prio(const struct task_struct *p)
4634 {
4635         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4636 }
4637
4638 /**
4639  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4640  * @cpu: the processor in question.
4641  *
4642  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4643  */
4644 int idle_cpu(int cpu)
4645 {
4646         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4647
4648         if (rq->curr != rq->idle)
4649                 return 0;
4650
4651         if (rq->nr_running)
4652                 return 0;
4653
4654 #ifdef CONFIG_SMP
4655         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4656                 return 0;
4657 #endif
4658
4659         return 1;
4660 }
4661
4662 /**
4663  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4664  * @cpu: the CPU in question.
4665  *
4666  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4667  */
4668 int available_idle_cpu(int cpu)
4669 {
4670         if (!idle_cpu(cpu))
4671                 return 0;
4672
4673         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4674                 return 0;
4675
4676         return 1;
4677 }
4678
4679 /**
4680  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4681  * @cpu: the processor in question.
4682  *
4683  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4684  */
4685 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4686 {
4687         return cpu_rq(cpu)->idle;
4688 }
4689
4690 /**
4691  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4692  * @pid: the pid in question.
4693  *
4694  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4695  */
4696 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4697 {
4698         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4699 }
4700
4701 /*
4702  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4703  * it calls know not to change it.
4704  */
4705 #define SETPARAM_POLICY -1
4706
4707 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4708                 const struct sched_attr *attr)
4709 {
4710         int policy = attr->sched_policy;
4711
4712         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4713                 policy = p->policy;
4714
4715         p->policy = policy;
4716
4717         if (dl_policy(policy))
4718                 __setparam_dl(p, attr);
4719         else if (fair_policy(policy))
4720                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4721
4722         /*
4723          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4724          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4725          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4726          */
4727         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4728         p->normal_prio = normal_prio(p);
4729         set_load_weight(p, true);
4730 }
4731
4732 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4733 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4734                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4735 {
4736         /*
4737          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4738          * either.
4739          */
4740         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4741                 return;
4742
4743         __setscheduler_params(p, attr);
4744
4745         /*
4746          * Keep a potential priority boosting if called from
4747          * sched_setscheduler().
4748          */
4749         p->prio = normal_prio(p);
4750         if (keep_boost)
4751                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4752
4753         if (dl_prio(p->prio))
4754                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4755         else if (rt_prio(p->prio))
4756                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4757         else
4758                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4759 }
4760
4761 /*
4762  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4763  */
4764 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4765 {
4766         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4767         bool match;
4768
4769         rcu_read_lock();
4770         pcred = __task_cred(p);
4771         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4772                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4773         rcu_read_unlock();
4774         return match;
4775 }
4776
4777 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4778                                 const struct sched_attr *attr,
4779                                 bool user, bool pi)
4780 {
4781         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4782                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4783         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4784         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4785         const struct sched_class *prev_class;
4786         struct rq_flags rf;
4787         int reset_on_fork;
4788         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4789         struct rq *rq;
4790
4791         /* The pi code expects interrupts enabled */
4792         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4793 recheck:
4794         /* Double check policy once rq lock held: */
4795         if (policy < 0) {
4796                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4797                 policy = oldpolicy = p->policy;
4798         } else {
4799                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4800
4801                 if (!valid_policy(policy))
4802                         return -EINVAL;
4803         }
4804
4805         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4806                 return -EINVAL;
4807
4808         /*
4809          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4810          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4811          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4812          */
4813         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4814             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4815                 return -EINVAL;
4816         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4817             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4818                 return -EINVAL;
4819
4820         /*
4821          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4822          */
4823         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4824                 if (fair_policy(policy)) {
4825                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4826                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4827                                 return -EPERM;
4828                 }
4829
4830                 if (rt_policy(policy)) {
4831                         unsigned long rlim_rtprio =
4832                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4833
4834                         /* Can't set/change the rt policy: */
4835                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4836                                 return -EPERM;
4837
4838                         /* Can't increase priority: */
4839                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4840                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4841                                 return -EPERM;
4842                 }
4843
4844                  /*
4845                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4846                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4847                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4848                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4849                   */
4850                 if (dl_policy(policy))
4851                         return -EPERM;
4852
4853                 /*
4854                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4855                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4856                  */
4857                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4858                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4859                                 return -EPERM;
4860                 }
4861
4862                 /* Can't change other user's priorities: */
4863                 if (!check_same_owner(p))
4864                         return -EPERM;
4865
4866                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4867                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4868                         return -EPERM;
4869         }
4870
4871         if (user) {
4872                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4873                         return -EINVAL;
4874
4875                 retval = security_task_setscheduler(p);
4876                 if (retval)
4877                         return retval;
4878         }
4879
4880         /* Update task specific "requested" clamps */
4881         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4882                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4883                 if (retval)
4884                         return retval;
4885         }
4886
4887         if (pi)
4888                 cpuset_read_lock();
4889
4890         /*
4891          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4892          * changing the priority of the task:
4893          *
4894          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4895          * runqueue lock must be held.
4896          */
4897         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4898         update_rq_clock(rq);
4899
4900         /*
4901          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4902          */
4903         if (p == rq->stop) {
4904                 retval = -EINVAL;
4905                 goto unlock;
4906         }
4907
4908         /*
4909          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4910          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4911          */
4912         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4913                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4914                         goto change;
4915                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4916                         goto change;
4917                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4918                         goto change;
4919                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4920                         goto change;
4921
4922                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4923                 retval = 0;
4924                 goto unlock;
4925         }
4926 change:
4927
4928         if (user) {
4929 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4930                 /*
4931                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4932                  * assigned.
4933                  */
4934                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4935                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4936                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4937                         retval = -EPERM;
4938                         goto unlock;
4939                 }
4940 #endif
4941 #ifdef CONFIG_SMP
4942                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
4943                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
4944                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4945
4946                         /*
4947                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4948                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4949                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4950                          */
4951                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
4952                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4953                                 retval = -EPERM;
4954                                 goto unlock;
4955                         }
4956                 }
4957 #endif
4958         }
4959
4960         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4961         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4962                 policy = oldpolicy = -1;
4963                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4964                 if (pi)
4965                         cpuset_read_unlock();
4966                 goto recheck;
4967         }
4968
4969         /*
4970          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4971          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4972          * is available.
4973          */
4974         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4975                 retval = -EBUSY;
4976                 goto unlock;
4977         }
4978
4979         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4980         oldprio = p->prio;
4981
4982         if (pi) {
4983                 /*
4984                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4985                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4986                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4987                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4988                  * itself.
4989                  */
4990                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4991                 if (new_effective_prio == oldprio)
4992                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4993         }
4994
4995         queued = task_on_rq_queued(p);
4996         running = task_current(rq, p);
4997         if (queued)
4998                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4999         if (running)
5000                 put_prev_task(rq, p);
5001
5002         prev_class = p->sched_class;
5003
5004         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5005         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5006
5007         if (queued) {
5008                 /*
5009                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5010                  * increased (user space view).
5011                  */
5012                 if (oldprio < p->prio)
5013                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5014
5015                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5016         }
5017         if (running)
5018                 set_next_task(rq, p);
5019
5020         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5021
5022         /* Avoid rq from going away on us: */
5023         preempt_disable();
5024         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5025
5026         if (pi) {
5027                 cpuset_read_unlock();
5028                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5029         }
5030
5031         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5032         balance_callback(rq);
5033         preempt_enable();
5034
5035         return 0;
5036
5037 unlock:
5038         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5039         if (pi)
5040                 cpuset_read_unlock();
5041         return retval;
5042 }
5043
5044 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5045                                const struct sched_param *param, bool check)
5046 {
5047         struct sched_attr attr = {
5048                 .sched_policy   = policy,
5049                 .sched_priority = param->sched_priority,
5050                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5051         };
5052
5053         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5054         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5055                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5056                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5057                 attr.sched_policy = policy;
5058         }
5059
5060         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5061 }
5062 /**
5063  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5064  * @p: the task in question.
5065  * @policy: new policy.
5066  * @param: structure containing the new RT priority.
5067  *
5068  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5069  *
5070  * NOTE that the task may be already dead.
5071  */
5072 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5073                        const struct sched_param *param)
5074 {
5075         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5076 }
5077 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5078
5079 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5080 {
5081         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5082 }
5083 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5084
5085 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5086 {
5087         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5088 }
5089
5090 /**
5091  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5092  * @p: the task in question.
5093  * @policy: new policy.
5094  * @param: structure containing the new RT priority.
5095  *
5096  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5097  * current context has permission.  For example, this is needed in
5098  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5099  * but our caller might not have that capability.
5100  *
5101  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5102  */
5103 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5104                                const struct sched_param *param)
5105 {
5106         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5107 }
5108 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5109
5110 static int
5111 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5112 {
5113         struct sched_param lparam;
5114         struct task_struct *p;
5115         int retval;
5116
5117         if (!param || pid < 0)
5118                 return -EINVAL;
5119         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5120                 return -EFAULT;
5121
5122         rcu_read_lock();
5123         retval = -ESRCH;
5124         p = find_process_by_pid(pid);
5125         if (likely(p))
5126                 get_task_struct(p);
5127         rcu_read_unlock();
5128
5129         if (likely(p)) {
5130                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5131                 put_task_struct(p);
5132         }
5133
5134         return retval;
5135 }
5136
5137 /*
5138  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5139  */
5140 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5141 {
5142         u32 size;
5143         int ret;
5144
5145         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5146         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5147
5148         ret = get_user(size, &uattr->size);
5149         if (ret)
5150                 return ret;
5151
5152         /* ABI compatibility quirk: */
5153         if (!size)
5154                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5155         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5156                 goto err_size;
5157
5158         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5159         if (ret) {
5160                 if (ret == -E2BIG)
5161                         goto err_size;
5162                 return ret;
5163         }
5164
5165         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5166             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5167                 return -EINVAL;
5168
5169         /*
5170          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5171          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5172          */
5173         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5174
5175         return 0;
5176
5177 err_size:
5178         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5179         return -E2BIG;
5180 }
5181
5182 /**
5183  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5184  * @pid: the pid in question.
5185  * @policy: new policy.
5186  * @param: structure containing the new RT priority.
5187  *
5188  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5189  */
5190 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5191 {
5192         if (policy < 0)
5193                 return -EINVAL;
5194
5195         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5196 }
5197
5198 /**
5199  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5200  * @pid: the pid in question.
5201  * @param: structure containing the new RT priority.
5202  *
5203  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5204  */
5205 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5206 {
5207         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5208 }
5209
5210 /**
5211  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5212  * @pid: the pid in question.
5213  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5214  * @flags: for future extension.
5215  */
5216 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5217                                unsigned int, flags)
5218 {
5219         struct sched_attr attr;
5220         struct task_struct *p;
5221         int retval;
5222
5223         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5224                 return -EINVAL;
5225
5226         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5227         if (retval)
5228                 return retval;
5229
5230         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5231                 return -EINVAL;
5232         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5233                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5234
5235         rcu_read_lock();
5236         retval = -ESRCH;
5237         p = find_process_by_pid(pid);
5238         if (likely(p))
5239                 get_task_struct(p);
5240         rcu_read_unlock();
5241
5242         if (likely(p)) {
5243                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5244                 put_task_struct(p);
5245         }
5246
5247         return retval;
5248 }
5249
5250 /**
5251  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5252  * @pid: the pid in question.
5253  *
5254  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5255  * code.
5256  */
5257 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5258 {
5259         struct task_struct *p;
5260         int retval;
5261
5262         if (pid < 0)
5263                 return -EINVAL;
5264
5265         retval = -ESRCH;
5266         rcu_read_lock();
5267         p = find_process_by_pid(pid);
5268         if (p) {
5269                 retval = security_task_getscheduler(p);
5270                 if (!retval)
5271                         retval = p->policy
5272                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5273         }
5274         rcu_read_unlock();
5275         return retval;
5276 }
5277
5278 /**
5279  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5280  * @pid: the pid in question.
5281  * @param: structure containing the RT priority.
5282  *
5283  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5284  * code.
5285  */
5286 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5287 {
5288         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5289         struct task_struct *p;
5290         int retval;
5291
5292         if (!param || pid < 0)
5293                 return -EINVAL;
5294
5295         rcu_read_lock();
5296         p = find_process_by_pid(pid);
5297         retval = -ESRCH;
5298         if (!p)
5299                 goto out_unlock;
5300
5301         retval = security_task_getscheduler(p);
5302         if (retval)
5303                 goto out_unlock;
5304
5305         if (task_has_rt_policy(p))
5306                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5307         rcu_read_unlock();
5308
5309         /*
5310          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5311          */
5312         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5313
5314         return retval;
5315
5316 out_unlock:
5317         rcu_read_unlock();
5318         return retval;
5319 }
5320
5321 /*
5322  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5323  * than what user-space knows about) to user-space.
5324  *
5325  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5326  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5327  * have the same size.
5328  */
5329 static int
5330 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5331                         struct sched_attr *kattr,
5332                         unsigned int usize)
5333 {
5334         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5335
5336         if (!access_ok(uattr, usize))
5337                 return -EFAULT;
5338
5339         /*
5340          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5341          *
5342          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5343          *
5344          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5345          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5346          *
5347          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5348          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5349          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5350          * which is set to ksize in this case.
5351          */
5352         kattr->size = min(usize, ksize);
5353
5354         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5355                 return -EFAULT;
5356
5357         return 0;
5358 }
5359
5360 /**
5361  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5362  * @pid: the pid in question.
5363  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5364  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5365  * @flags: for future extension.
5366  */
5367 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5368                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5369 {
5370         struct sched_attr kattr = { };
5371         struct task_struct *p;
5372         int retval;
5373
5374         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5375             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5376                 return -EINVAL;
5377
5378         rcu_read_lock();
5379         p = find_process_by_pid(pid);
5380         retval = -ESRCH;
5381         if (!p)
5382                 goto out_unlock;
5383
5384         retval = security_task_getscheduler(p);
5385         if (retval)
5386                 goto out_unlock;
5387
5388         kattr.sched_policy = p->policy;
5389         if (p->sched_reset_on_fork)
5390                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5391         if (task_has_dl_policy(p))
5392                 __getparam_dl(p, &kattr);
5393         else if (task_has_rt_policy(p))
5394                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5395         else
5396                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5397
5398 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5399         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5400         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5401 #endif
5402
5403         rcu_read_unlock();
5404
5405         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5406
5407 out_unlock:
5408         rcu_read_unlock();
5409         return retval;
5410 }
5411
5412 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5413 {
5414         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5415         struct task_struct *p;
5416         int retval;
5417
5418         rcu_read_lock();
5419
5420         p = find_process_by_pid(pid);
5421         if (!p) {
5422                 rcu_read_unlock();
5423                 return -ESRCH;
5424         }
5425
5426         /* Prevent p going away */
5427         get_task_struct(p);
5428         rcu_read_unlock();
5429
5430         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5431                 retval = -EINVAL;
5432                 goto out_put_task;
5433         }
5434         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5435                 retval = -ENOMEM;
5436                 goto out_put_task;
5437         }
5438         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5439                 retval = -ENOMEM;
5440                 goto out_free_cpus_allowed;
5441         }
5442         retval = -EPERM;
5443         if (!check_same_owner(p)) {
5444                 rcu_read_lock();
5445                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5446                         rcu_read_unlock();
5447                         goto out_free_new_mask;
5448                 }
5449                 rcu_read_unlock();
5450         }
5451
5452         retval = security_task_setscheduler(p);
5453         if (retval)
5454                 goto out_free_new_mask;
5455
5456
5457         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5458         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5459
5460         /*
5461          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5462          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5463          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5464          * root_domain.
5465          */
5466 #ifdef CONFIG_SMP
5467         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5468                 rcu_read_lock();
5469                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5470                         retval = -EBUSY;
5471                         rcu_read_unlock();
5472                         goto out_free_new_mask;
5473                 }
5474                 rcu_read_unlock();
5475         }
5476 #endif
5477 again:
5478         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5479
5480         if (!retval) {
5481                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5482                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5483                         /*
5484                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5485                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5486                          * cpuset's cpus_allowed
5487                          */
5488                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5489                         goto again;
5490                 }
5491         }
5492 out_free_new_mask:
5493         free_cpumask_var(new_mask);
5494 out_free_cpus_allowed:
5495         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5496 out_put_task:
5497         put_task_struct(p);
5498         return retval;
5499 }
5500
5501 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5502                              struct cpumask *new_mask)
5503 {
5504         if (len < cpumask_size())
5505                 cpumask_clear(new_mask);
5506         else if (len > cpumask_size())
5507                 len = cpumask_size();
5508
5509         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5510 }
5511
5512 /**
5513  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5514  * @pid: pid of the process
5515  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5516  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5517  *
5518  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5519  */
5520 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5521                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5522 {
5523         cpumask_var_t new_mask;
5524         int retval;
5525
5526         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5527                 return -ENOMEM;
5528
5529         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5530         if (retval == 0)
5531                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5532         free_cpumask_var(new_mask);
5533         return retval;
5534 }
5535
5536 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5537 {
5538         struct task_struct *p;
5539         unsigned long flags;
5540         int retval;
5541
5542         rcu_read_lock();
5543
5544         retval = -ESRCH;
5545         p = find_process_by_pid(pid);
5546         if (!p)
5547                 goto out_unlock;
5548
5549         retval = security_task_getscheduler(p);
5550         if (retval)
5551                 goto out_unlock;
5552
5553         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5554         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5555         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5556
5557 out_unlock:
5558         rcu_read_unlock();
5559
5560         return retval;
5561 }
5562
5563 /**
5564  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5565  * @pid: pid of the process
5566  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5567  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5568  *
5569  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5570  * error code otherwise.
5571  */
5572 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5573                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5574 {
5575         int ret;
5576         cpumask_var_t mask;
5577
5578         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5579                 return -EINVAL;
5580         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5581                 return -EINVAL;
5582
5583         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5584                 return -ENOMEM;
5585
5586         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5587         if (ret == 0) {
5588                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5589
5590                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5591                         ret = -EFAULT;
5592                 else
5593                         ret = retlen;
5594         }
5595         free_cpumask_var(mask);
5596
5597         return ret;
5598 }
5599
5600 /**
5601  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5602  *
5603  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5604  * other threads running on this CPU then this function will return.
5605  *
5606  * Return: 0.
5607  */
5608 static void do_sched_yield(void)
5609 {
5610         struct rq_flags rf;
5611         struct rq *rq;
5612
5613         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5614
5615         schedstat_inc(rq->yld_count);
5616         current->sched_class->yield_task(rq);
5617
5618         /*
5619          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5620          * no need to preempt or enable interrupts:
5621          */
5622         preempt_disable();
5623         rq_unlock(rq, &rf);
5624         sched_preempt_enable_no_resched();
5625
5626         schedule();
5627 }
5628
5629 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5630 {
5631         do_sched_yield();
5632         return 0;
5633 }
5634
5635 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5636 int __sched _cond_resched(void)
5637 {
5638         if (should_resched(0)) {
5639                 preempt_schedule_common();
5640                 return 1;
5641         }
5642         rcu_all_qs();
5643         return 0;
5644 }
5645 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5646 #endif
5647
5648 /*
5649  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5650  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5651  *
5652  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5653  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5654  * spin_unlock(), once by hand).
5655  */
5656 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5657 {
5658         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5659         int ret = 0;
5660
5661         lockdep_assert_held(lock);
5662
5663         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5664                 spin_unlock(lock);
5665                 if (resched)
5666                         preempt_schedule_common();
5667                 else
5668                         cpu_relax();
5669                 ret = 1;
5670                 spin_lock(lock);
5671         }
5672         return ret;
5673 }
5674 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5675
5676 /**
5677  * yield - yield the current processor to other threads.
5678  *
5679  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5680  *
5681  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5682  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5683  * it, its already broken.
5684  *
5685  * Typical broken usage is:
5686  *
5687  * while (!event)
5688  *      yield();
5689  *
5690  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5691  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5692  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5693  *
5694  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5695  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5696  * If you still want to use yield(), do not!
5697  */
5698 void __sched yield(void)
5699 {
5700         set_current_state(TASK_RUNNING);
5701         do_sched_yield();
5702 }
5703 EXPORT_SYMBOL(yield);
5704
5705 /**
5706  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5707  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5708  * processor it's on.
5709  * @p: target task
5710  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5711  *
5712  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5713  * can't go away on us before we can do any checks.
5714  *
5715  * Return:
5716  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5717  *      false (0) if we failed to boost the target.
5718  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5719  */
5720 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5721 {
5722         struct task_struct *curr = current;
5723         struct rq *rq, *p_rq;
5724         unsigned long flags;
5725         int yielded = 0;
5726
5727         local_irq_save(flags);
5728         rq = this_rq();
5729
5730 again:
5731         p_rq = task_rq(p);
5732         /*
5733          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5734          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5735          */
5736         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5737                 yielded = -ESRCH;
5738                 goto out_irq;
5739         }
5740
5741         double_rq_lock(rq, p_rq);
5742         if (task_rq(p) != p_rq) {
5743                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5744                 goto again;
5745         }
5746
5747         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5748                 goto out_unlock;
5749
5750         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5751                 goto out_unlock;
5752
5753         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5754                 goto out_unlock;
5755
5756         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5757         if (yielded) {
5758                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5759                 /*
5760                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5761                  * fairness.
5762                  */
5763                 if (preempt && rq != p_rq)
5764                         resched_curr(p_rq);
5765         }
5766
5767 out_unlock:
5768         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5769 out_irq:
5770         local_irq_restore(flags);
5771
5772         if (yielded > 0)
5773                 schedule();
5774
5775         return yielded;
5776 }
5777 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5778
5779 int io_schedule_prepare(void)
5780 {
5781         int old_iowait = current->in_iowait;
5782
5783         current->in_iowait = 1;
5784         blk_schedule_flush_plug(current);
5785
5786         return old_iowait;
5787 }
5788
5789 void io_schedule_finish(int token)
5790 {
5791         current->in_iowait = token;
5792 }
5793
5794 /*
5795  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5796  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5797  */
5798 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5799 {
5800         int token;
5801         long ret;
5802
5803         token = io_schedule_prepare();
5804         ret = schedule_timeout(timeout);
5805         io_schedule_finish(token);
5806
5807         return ret;
5808 }
5809 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5810
5811 void __sched io_schedule(void)
5812 {
5813         int token;
5814
5815         token = io_schedule_prepare();
5816         schedule();
5817         io_schedule_finish(token);
5818 }
5819 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5820
5821 /**
5822  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5823  * @policy: scheduling class.
5824  *
5825  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5826  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5827  * On failure, a negative error code is returned.
5828  */
5829 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5830 {
5831         int ret = -EINVAL;
5832
5833         switch (policy) {
5834         case SCHED_FIFO:
5835         case SCHED_RR:
5836                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5837                 break;
5838         case SCHED_DEADLINE:
5839         case SCHED_NORMAL:
5840         case SCHED_BATCH:
5841         case SCHED_IDLE:
5842                 ret = 0;
5843                 break;
5844         }
5845         return ret;
5846 }
5847
5848 /**
5849  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5850  * @policy: scheduling class.
5851  *
5852  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5853  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5854  * On failure, a negative error code is returned.
5855  */
5856 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5857 {
5858         int ret = -EINVAL;
5859
5860         switch (policy) {
5861         case SCHED_FIFO:
5862         case SCHED_RR:
5863                 ret = 1;
5864                 break;
5865         case SCHED_DEADLINE:
5866         case SCHED_NORMAL:
5867         case SCHED_BATCH:
5868         case SCHED_IDLE:
5869                 ret = 0;
5870         }
5871         return ret;
5872 }
5873
5874 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5875 {
5876         struct task_struct *p;
5877         unsigned int time_slice;
5878         struct rq_flags rf;
5879         struct rq *rq;
5880         int retval;
5881
5882         if (pid < 0)
5883                 return -EINVAL;
5884
5885         retval = -ESRCH;
5886         rcu_read_lock();
5887         p = find_process_by_pid(pid);
5888         if (!p)
5889                 goto out_unlock;
5890
5891         retval = security_task_getscheduler(p);
5892         if (retval)
5893                 goto out_unlock;
5894
5895         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5896         time_slice = 0;
5897         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5898                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5899         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5900
5901         rcu_read_unlock();
5902         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5903         return 0;
5904
5905 out_unlock:
5906         rcu_read_unlock();
5907         return retval;
5908 }
5909
5910 /**
5911  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5912  * @pid: pid of the process.
5913  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5914  *
5915  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5916  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5917  *
5918  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5919  * an error code.
5920  */
5921 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5922                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5923 {
5924         struct timespec64 t;
5925         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5926
5927         if (retval == 0)
5928                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5929
5930         return retval;
5931 }
5932
5933 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5934 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5935                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5936 {
5937         struct timespec64 t;
5938         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5939
5940         if (retval == 0)
5941                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
5942         return retval;
5943 }
5944 #endif
5945
5946 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5947 {
5948         unsigned long free = 0;
5949         int ppid;
5950
5951         if (!try_get_task_stack(p))
5952                 return;
5953
5954         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5955
5956         if (p->state == TASK_RUNNING)
5957                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5958 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5959         free = stack_not_used(p);
5960 #endif
5961         ppid = 0;
5962         rcu_read_lock();
5963         if (pid_alive(p))
5964                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5965         rcu_read_unlock();
5966         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5967                 task_pid_nr(p), ppid,
5968                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5969
5970         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5971         show_stack(p, NULL);
5972         put_task_stack(p);
5973 }
5974 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5975
5976 static inline bool
5977 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5978 {
5979         /* no filter, everything matches */
5980         if (!state_filter)
5981                 return true;
5982
5983         /* filter, but doesn't match */
5984         if (!(p->state & state_filter))
5985                 return false;
5986
5987         /*
5988          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5989          * TASK_KILLABLE).
5990          */
5991         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5992                 return false;
5993
5994         return true;
5995 }
5996
5997
5998 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5999 {
6000         struct task_struct *g, *p;
6001
6002 #if BITS_PER_LONG == 32
6003         printk(KERN_INFO
6004                 "  task                PC stack   pid father\n");
6005 #else
6006         printk(KERN_INFO
6007                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6008 #endif
6009         rcu_read_lock();
6010         for_each_process_thread(g, p) {
6011                 /*
6012                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6013                  * console might take a lot of time:
6014                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6015                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6016                  * an IPI.
6017                  */
6018                 touch_nmi_watchdog();
6019                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6020                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6021                         sched_show_task(p);
6022         }
6023
6024 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6025         if (!state_filter)
6026                 sysrq_sched_debug_show();
6027 #endif
6028         rcu_read_unlock();
6029         /*
6030          * Only show locks if all tasks are dumped:
6031          */
6032         if (!state_filter)
6033                 debug_show_all_locks();
6034 }
6035
6036 /**
6037  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6038  * @idle: task in question
6039  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6040  *
6041  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6042  * flag, to make booting more robust.
6043  */
6044 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6045 {
6046         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6047         unsigned long flags;
6048
6049         __sched_fork(0, idle);
6050
6051         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6052         raw_spin_lock(&rq->lock);
6053
6054         idle->state = TASK_RUNNING;
6055         idle->se.exec_start = sched_clock();
6056         idle->flags |= PF_IDLE;
6057
6058         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6059
6060 #ifdef CONFIG_SMP
6061         /*
6062          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6063          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6064          *
6065          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6066          */
6067         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6068 #endif
6069         /*
6070          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6071          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6072          * lockdep check in task_group() will fail.
6073          *
6074          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6075          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6076          *
6077          * Silence PROVE_RCU
6078          */
6079         rcu_read_lock();
6080         __set_task_cpu(idle, cpu);
6081         rcu_read_unlock();
6082
6083         rq->idle = idle;
6084         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6085         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6086 #ifdef CONFIG_SMP
6087         idle->on_cpu = 1;
6088 #endif
6089         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6090         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6091
6092         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6093         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6094
6095         /*
6096          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6097          */
6098         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6099         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6100         vtime_init_idle(idle, cpu);
6101 #ifdef CONFIG_SMP
6102         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6103 #endif
6104 }
6105
6106 #ifdef CONFIG_SMP
6107
6108 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6109                               const struct cpumask *trial)
6110 {
6111         int ret = 1;
6112
6113         if (!cpumask_weight(cur))
6114                 return ret;
6115
6116         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6117
6118         return ret;
6119 }
6120
6121 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6122                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6123 {
6124         int ret = 0;
6125
6126         /*
6127          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6128          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6129          * affinity and isolating such threads by their set of
6130          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6131          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6132          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6133          * before cpus_mask may be changed.
6134          */
6135         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6136                 ret = -EINVAL;
6137                 goto out;
6138         }
6139
6140         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6141                                               cs_cpus_allowed))
6142                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6143
6144 out:
6145         return ret;
6146 }
6147
6148 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6149
6150 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6151 /* Migrate current task p to target_cpu */
6152 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6153 {
6154         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6155         int curr_cpu = task_cpu(p);
6156
6157         if (curr_cpu == target_cpu)
6158                 return 0;
6159
6160         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6161                 return -EINVAL;
6162
6163         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6164
6165         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6166         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6167 }
6168
6169 /*
6170  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6171  * tasks on the runqueues
6172  */
6173 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6174 {
6175         bool queued, running;
6176         struct rq_flags rf;
6177         struct rq *rq;
6178
6179         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6180         queued = task_on_rq_queued(p);
6181         running = task_current(rq, p);
6182
6183         if (queued)
6184                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6185         if (running)
6186                 put_prev_task(rq, p);
6187
6188         p->numa_preferred_nid = nid;
6189
6190         if (queued)
6191                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6192         if (running)
6193                 set_next_task(rq, p);
6194         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6195 }
6196 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6197
6198 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6199 /*
6200  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6201  * offline.
6202  */
6203 void idle_task_exit(void)
6204 {
6205         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6206
6207         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6208
6209         if (mm != &init_mm) {
6210                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6211                 current->active_mm = &init_mm;
6212                 finish_arch_post_lock_switch();
6213         }
6214         mmdrop(mm);
6215 }
6216
6217 /*
6218  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6219  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6220  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6221  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6222  * calculation.
6223  *
6224  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6225  */
6226 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6227 {
6228         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6229         if (delta)
6230                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6231 }
6232
6233 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6234 {
6235         const struct sched_class *class;
6236         struct task_struct *next;
6237
6238         for_each_class(class) {
6239                 next = class->pick_next_task(rq);
6240                 if (next) {
6241                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6242                         return next;
6243                 }
6244         }
6245
6246         /* The idle class should always have a runnable task */
6247         BUG();
6248 }
6249
6250 /*
6251  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6252  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6253  *
6254  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6255  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6256  * because of lock validation efforts.
6257  */
6258 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6259 {
6260         struct rq *rq = dead_rq;
6261         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6262         struct rq_flags orf = *rf;
6263         int dest_cpu;
6264
6265         /*
6266          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6267          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6268          *
6269          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6270          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6271          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6272          * done here.
6273          */
6274         rq->stop = NULL;
6275
6276         /*
6277          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6278          * class method both need to have an up-to-date
6279          * value of rq->clock[_task]
6280          */
6281         update_rq_clock(rq);
6282
6283         for (;;) {
6284                 /*
6285                  * There's this thread running, bail when that's the only
6286                  * remaining thread:
6287                  */
6288                 if (rq->nr_running == 1)
6289                         break;
6290
6291                 next = __pick_migrate_task(rq);
6292
6293                 /*
6294                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6295                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6296                  * stabilizes the mask.
6297                  *
6298                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6299                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6300                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6301                  */
6302                 rq_unlock(rq, rf);
6303                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6304                 rq_relock(rq, rf);
6305
6306                 /*
6307                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6308                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6309                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6310                  */
6311                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6312                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6313                         continue;
6314                 }
6315
6316                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6317                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6318                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6319                 if (rq != dead_rq) {
6320                         rq_unlock(rq, rf);
6321                         rq = dead_rq;
6322                         *rf = orf;
6323                         rq_relock(rq, rf);
6324                 }
6325                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6326         }
6327
6328         rq->stop = stop;
6329 }
6330 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6331
6332 void set_rq_online(struct rq *rq)
6333 {
6334         if (!rq->online) {
6335                 const struct sched_class *class;
6336
6337                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6338                 rq->online = 1;
6339
6340                 for_each_class(class) {
6341                         if (class->rq_online)
6342                                 class->rq_online(rq);
6343                 }
6344         }
6345 }
6346
6347 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6348 {
6349         if (rq->online) {
6350                 const struct sched_class *class;
6351
6352                 for_each_class(class) {
6353                         if (class->rq_offline)
6354                                 class->rq_offline(rq);
6355                 }
6356
6357                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6358                 rq->online = 0;
6359         }
6360 }
6361
6362 /*
6363  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6364  */
6365 static int num_cpus_frozen;
6366
6367 /*
6368  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6369  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6370  * around partition_sched_domains().
6371  *
6372  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6373  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6374  */
6375 static void cpuset_cpu_active(void)
6376 {
6377         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6378                 /*
6379                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6380                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6381                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6382                  * domain, ignoring cpusets.
6383                  */
6384                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6385                 if (--num_cpus_frozen)
6386                         return;
6387                 /*
6388                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6389                  * restore the original sched domains by considering the
6390                  * cpuset configurations.
6391                  */
6392                 cpuset_force_rebuild();
6393         }
6394         cpuset_update_active_cpus();
6395 }
6396
6397 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6398 {
6399         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6400                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6401                         return -EBUSY;
6402                 cpuset_update_active_cpus();
6403         } else {
6404                 num_cpus_frozen++;
6405                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6406         }
6407         return 0;
6408 }
6409
6410 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6411 {
6412         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6413         struct rq_flags rf;
6414
6415 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6416         /*
6417          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6418          */
6419         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6420                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6421 #endif
6422         set_cpu_active(cpu, true);
6423
6424         if (sched_smp_initialized) {
6425                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6426                 cpuset_cpu_active();
6427         }
6428
6429         /*
6430          * Put the rq online, if not already. This happens:
6431          *
6432          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6433          *    after all CPUs have been brought up.
6434          *
6435          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6436          *    domains.
6437          */
6438         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6439         if (rq->rd) {
6440                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6441                 set_rq_online(rq);
6442         }
6443         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6444
6445         return 0;
6446 }
6447
6448 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6449 {
6450         int ret;
6451
6452         set_cpu_active(cpu, false);
6453         /*
6454          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6455          * users of this state to go away such that all new such users will
6456          * observe it.
6457          *
6458          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6459          */
6460         synchronize_rcu();
6461
6462 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6463         /*
6464          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6465          */
6466         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6467                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6468 #endif
6469
6470         if (!sched_smp_initialized)
6471                 return 0;
6472
6473         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6474         if (ret) {
6475                 set_cpu_active(cpu, true);
6476                 return ret;
6477         }
6478         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6479         return 0;
6480 }
6481
6482 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6483 {
6484         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6485
6486         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6487         update_max_interval();
6488 }
6489
6490 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6491 {
6492         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6493         sched_tick_start(cpu);
6494         return 0;
6495 }
6496
6497 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6498 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6499 {
6500         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6501         struct rq_flags rf;
6502
6503         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6504         sched_ttwu_pending();
6505         sched_tick_stop(cpu);
6506
6507         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6508         if (rq->rd) {
6509                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6510                 set_rq_offline(rq);
6511         }
6512         migrate_tasks(rq, &rf);
6513         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6514         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6515
6516         calc_load_migrate(rq);
6517         update_max_interval();
6518         nohz_balance_exit_idle(rq);
6519         hrtick_clear(rq);
6520         return 0;
6521 }
6522 #endif
6523
6524 void __init sched_init_smp(void)
6525 {
6526         sched_init_numa();
6527
6528         /*
6529          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6530          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6531          * happen.
6532          */
6533         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6534         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6535         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6536
6537         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6538         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6539                 BUG();
6540         sched_init_granularity();
6541
6542         init_sched_rt_class();
6543         init_sched_dl_class();
6544
6545         sched_smp_initialized = true;
6546 }
6547
6548 static int __init migration_init(void)
6549 {
6550         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6551         return 0;
6552 }
6553 early_initcall(migration_init);
6554
6555 #else
6556 void __init sched_init_smp(void)
6557 {
6558         sched_init_granularity();
6559 }
6560 #endif /* CONFIG_SMP */
6561
6562 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6563 {
6564         return in_lock_functions(addr) ||
6565                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6566                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6567 }
6568
6569 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6570 /*
6571  * Default task group.
6572  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6573  */
6574 struct task_group root_task_group;
6575 LIST_HEAD(task_groups);
6576
6577 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6578 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6579 #endif
6580
6581 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6582 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6583
6584 void __init sched_init(void)
6585 {
6586         unsigned long ptr = 0;
6587         int i;
6588
6589         wait_bit_init();
6590
6591 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6592         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6593 #endif
6594 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6595         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6596 #endif
6597         if (ptr) {
6598                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6599
6600 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6601                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6602                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6603
6604                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6605                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6606
6607 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6608 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6609                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6610                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6611
6612                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6613                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6614
6615 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6616         }
6617 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6618         for_each_possible_cpu(i) {
6619                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6620                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6621                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6622                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6623         }
6624 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6625
6626         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6627         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6628
6629 #ifdef CONFIG_SMP
6630         init_defrootdomain();
6631 #endif
6632
6633 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6634         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6635                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6636 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6637
6638 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6639         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6640
6641         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6642         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6643         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6644         autogroup_init(&init_task);
6645 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6646
6647         for_each_possible_cpu(i) {
6648                 struct rq *rq;
6649
6650                 rq = cpu_rq(i);
6651                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6652                 rq->nr_running = 0;
6653                 rq->calc_load_active = 0;
6654                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6655                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6656                 init_rt_rq(&rq->rt);
6657                 init_dl_rq(&rq->dl);
6658 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6659                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6660                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6661                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6662                 /*
6663                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6664                  *
6665                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6666                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6667                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6668                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6669                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6670                  * (se->load.weight).
6671                  *
6672                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6673                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6674                  * then A0's share of the CPU resource is:
6675                  *
6676                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6677                  *
6678                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6679                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6680                  */
6681                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6682                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6683 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6684
6685                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6686 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6687                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6688 #endif
6689 #ifdef CONFIG_SMP
6690                 rq->sd = NULL;
6691                 rq->rd = NULL;
6692                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6693                 rq->balance_callback = NULL;
6694                 rq->active_balance = 0;
6695                 rq->next_balance = jiffies;
6696                 rq->push_cpu = 0;
6697                 rq->cpu = i;
6698                 rq->online = 0;
6699                 rq->idle_stamp = 0;
6700                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6701                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6702
6703                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6704
6705                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6706 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6707                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6708                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6709                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6710 #endif
6711 #endif /* CONFIG_SMP */
6712                 hrtick_rq_init(rq);
6713                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6714         }
6715
6716         set_load_weight(&init_task, false);
6717
6718         /*
6719          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6720          */
6721         mmgrab(&init_mm);
6722         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6723
6724         /*
6725          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6726          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6727          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6728          * when this runqueue becomes "idle".
6729          */
6730         init_idle(current, smp_processor_id());
6731
6732         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6733
6734 #ifdef CONFIG_SMP
6735         idle_thread_set_boot_cpu();
6736 #endif
6737         init_sched_fair_class();
6738
6739         init_schedstats();
6740
6741         psi_init();
6742
6743         init_uclamp();
6744
6745         scheduler_running = 1;
6746 }
6747
6748 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6749 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6750 {
6751         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6752
6753         return (nested == preempt_offset);
6754 }
6755
6756 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6757 {
6758         /*
6759          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6760          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6761          * otherwise we will destroy state.
6762          */
6763         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6764                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6765                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6766                         current->state,
6767                         (void *)current->task_state_change,
6768                         (void *)current->task_state_change);
6769
6770         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6771 }
6772 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6773
6774 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6775 {
6776         /* Ratelimiting timestamp: */
6777         static unsigned long prev_jiffy;
6778
6779         unsigned long preempt_disable_ip;
6780
6781         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6782         rcu_sleep_check();
6783
6784         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6785              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6786             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6787             oops_in_progress)
6788                 return;
6789
6790         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6791                 return;
6792         prev_jiffy = jiffies;
6793
6794         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6795         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6796
6797         printk(KERN_ERR
6798                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6799                         file, line);
6800         printk(KERN_ERR
6801                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6802                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6803                         current->pid, current->comm);
6804
6805         if (task_stack_end_corrupted(current))
6806                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6807
6808         debug_show_held_locks(current);
6809         if (irqs_disabled())
6810                 print_irqtrace_events(current);
6811         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6812             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6813                 pr_err("Preemption disabled at:");
6814                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6815                 pr_cont("\n");
6816         }
6817         dump_stack();
6818         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6819 }
6820 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6821
6822 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6823 {
6824         static unsigned long prev_jiffy;
6825
6826         if (irqs_disabled())
6827                 return;
6828
6829         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6830                 return;
6831
6832         if (preempt_count() > preempt_offset)
6833                 return;
6834
6835         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6836                 return;
6837         prev_jiffy = jiffies;
6838
6839         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6840         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6841                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6842                         current->pid, current->comm);
6843
6844         debug_show_held_locks(current);
6845         dump_stack();
6846         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6847 }
6848 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6849 #endif
6850
6851 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6852 void normalize_rt_tasks(void)
6853 {
6854         struct task_struct *g, *p;
6855         struct sched_attr attr = {
6856                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6857         };
6858
6859         read_lock(&tasklist_lock);
6860         for_each_process_thread(g, p) {
6861                 /*
6862                  * Only normalize user tasks:
6863                  */
6864                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6865                         continue;
6866
6867                 p->se.exec_start = 0;
6868                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6869                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6870                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6871
6872                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6873                         /*
6874                          * Renice negative nice level userspace
6875                          * tasks back to 0:
6876                          */
6877                         if (task_nice(p) < 0)
6878                                 set_user_nice(p, 0);
6879                         continue;
6880                 }
6881
6882                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6883         }
6884         read_unlock(&tasklist_lock);
6885 }
6886
6887 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6888
6889 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6890 /*
6891  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6892  *
6893  * They can only be called when the whole system has been
6894  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6895  * activity can take place. Using them for anything else would
6896  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6897  * under any other configuration.
6898  */
6899
6900 /**
6901  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6902  * @cpu: the processor in question.
6903  *
6904  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6905  *
6906  * Return: The current task for @cpu.
6907  */
6908 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6909 {
6910         return cpu_curr(cpu);
6911 }
6912
6913 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6914
6915 #ifdef CONFIG_IA64
6916 /**
6917  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6918  * @cpu: the processor in question.
6919  * @p: the task pointer to set.
6920  *
6921  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6922  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6923  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6924  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6925  * and caller must save the original value of the current task (see
6926  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6927  * re-starting the system.
6928  *
6929  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6930  */
6931 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6932 {
6933         cpu_curr(cpu) = p;
6934 }
6935
6936 #endif
6937
6938 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6939 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6940 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6941
6942 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
6943                                             struct task_group *parent)
6944 {
6945 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
6946         enum uclamp_id clamp_id;
6947
6948         for_each_clamp_id(clamp_id) {
6949                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
6950                               uclamp_none(clamp_id), false);
6951                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
6952         }
6953 #endif
6954 }
6955
6956 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6957 {
6958         free_fair_sched_group(tg);
6959         free_rt_sched_group(tg);
6960         autogroup_free(tg);
6961         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6962 }
6963
6964 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6965 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6966 {
6967         struct task_group *tg;
6968
6969         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6970         if (!tg)
6971                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6972
6973         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6974                 goto err;
6975
6976         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6977                 goto err;
6978
6979         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
6980
6981         return tg;
6982
6983 err:
6984         sched_free_group(tg);
6985         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6986 }
6987
6988 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6989 {
6990         unsigned long flags;
6991
6992         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6993         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6994
6995         /* Root should already exist: */
6996         WARN_ON(!parent);
6997
6998         tg->parent = parent;
6999         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7000         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7001         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7002
7003         online_fair_sched_group(tg);
7004 }
7005
7006 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7007 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7008 {
7009         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7010         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7011 }
7012
7013 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7014 {
7015         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7016         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7017 }
7018
7019 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7020 {
7021         unsigned long flags;
7022
7023         /* End participation in shares distribution: */
7024         unregister_fair_sched_group(tg);
7025
7026         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7027         list_del_rcu(&tg->list);
7028         list_del_rcu(&tg->siblings);
7029         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7030 }
7031
7032 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7033 {
7034         struct task_group *tg;
7035
7036         /*
7037          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7038          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7039          * to prevent lockdep warnings.
7040          */
7041         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7042                           struct task_group, css);
7043         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7044         tsk->sched_task_group = tg;
7045
7046 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7047         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7048                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7049         else
7050 #endif
7051                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7052 }
7053
7054 /*
7055  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7056  *
7057  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7058  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7059  * its new group.
7060  */
7061 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7062 {
7063         int queued, running, queue_flags =
7064                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7065         struct rq_flags rf;
7066         struct rq *rq;
7067
7068         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7069         update_rq_clock(rq);
7070
7071         running = task_current(rq, tsk);
7072         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7073
7074         if (queued)
7075                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7076         if (running)
7077                 put_prev_task(rq, tsk);
7078
7079         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7080
7081         if (queued)
7082                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7083         if (running) {
7084                 set_next_task(rq, tsk);
7085                 /*
7086                  * After changing group, the running task may have joined a
7087                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7088                  * resched to make sure that task can still run.
7089                  */
7090                 resched_curr(rq);
7091         }
7092
7093         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7094 }
7095
7096 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7097 {
7098         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7099 }
7100
7101 static struct cgroup_subsys_state *
7102 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7103 {
7104         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7105         struct task_group *tg;
7106
7107         if (!parent) {
7108                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7109                 return &root_task_group.css;
7110         }
7111
7112         tg = sched_create_group(parent);
7113         if (IS_ERR(tg))
7114                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7115
7116         return &tg->css;
7117 }
7118
7119 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7120 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7121 {
7122         struct task_group *tg = css_tg(css);
7123         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7124
7125         if (parent)
7126                 sched_online_group(tg, parent);
7127
7128 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7129         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7130         cpu_util_update_eff(css);
7131 #endif
7132
7133         return 0;
7134 }
7135
7136 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7137 {
7138         struct task_group *tg = css_tg(css);
7139
7140         sched_offline_group(tg);
7141 }
7142
7143 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7144 {
7145         struct task_group *tg = css_tg(css);
7146
7147         /*
7148          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7149          */
7150         sched_free_group(tg);
7151 }
7152
7153 /*
7154  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7155  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7156  */
7157 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7158 {
7159         struct rq_flags rf;
7160         struct rq *rq;
7161
7162         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7163
7164         update_rq_clock(rq);
7165         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7166
7167         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7168 }
7169
7170 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7171 {
7172         struct task_struct *task;
7173         struct cgroup_subsys_state *css;
7174         int ret = 0;
7175
7176         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7177 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7178                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7179                         return -EINVAL;
7180 #endif
7181                 /*
7182                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7183                  * running, we're sure to observe its full state.
7184                  */
7185                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7186                 /*
7187                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7188                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7189                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7190                  */
7191                 if (task->state == TASK_NEW)
7192                         ret = -EINVAL;
7193                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7194
7195                 if (ret)
7196                         break;
7197         }
7198         return ret;
7199 }
7200
7201 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7202 {
7203         struct task_struct *task;
7204         struct cgroup_subsys_state *css;
7205
7206         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7207                 sched_move_task(task);
7208 }
7209
7210 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7211 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7212 {
7213         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7214         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7215         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7216         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7217         enum uclamp_id clamp_id;
7218         unsigned int clamps;
7219
7220         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7221                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7222                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7223
7224                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7225                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7226                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7227                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7228                         if (uc_parent &&
7229                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7230                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7231                         }
7232                 }
7233                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7234                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7235
7236                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7237                 clamps = 0x0;
7238                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7239                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7240                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7241                                 continue;
7242                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7243                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7244                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7245                 }
7246                 if (!clamps) {
7247                         css = css_rightmost_descendant(css);
7248                         continue;
7249                 }
7250
7251                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7252                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7253         }
7254 }
7255
7256 /*
7257  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7258  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7259  * character constant, use two levels of macros.
7260  */
7261 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7262 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7263
7264 struct uclamp_request {
7265 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7266 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7267         s64 percent;
7268         u64 util;
7269         int ret;
7270 };
7271
7272 static inline struct uclamp_request
7273 capacity_from_percent(char *buf)
7274 {
7275         struct uclamp_request req = {
7276                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7277                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7278                 .ret = 0,
7279         };
7280
7281         buf = strim(buf);
7282         if (strcmp(buf, "max")) {
7283                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7284                                              &req.percent);
7285                 if (req.ret)
7286                         return req;
7287                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7288                         req.ret = -ERANGE;
7289                         return req;
7290                 }
7291
7292                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7293                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7294         }
7295
7296         return req;
7297 }
7298
7299 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7300                                 size_t nbytes, loff_t off,
7301                                 enum uclamp_id clamp_id)
7302 {
7303         struct uclamp_request req;
7304         struct task_group *tg;
7305
7306         req = capacity_from_percent(buf);
7307         if (req.ret)
7308                 return req.ret;
7309
7310         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7311         rcu_read_lock();
7312
7313         tg = css_tg(of_css(of));
7314         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7315                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7316
7317         /*
7318          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7319          * exact requested value
7320          */
7321         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7322
7323         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7324         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7325
7326         rcu_read_unlock();
7327         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7328
7329         return nbytes;
7330 }
7331
7332 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7333                                     char *buf, size_t nbytes,
7334                                     loff_t off)
7335 {
7336         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7337 }
7338
7339 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7340                                     char *buf, size_t nbytes,
7341                                     loff_t off)
7342 {
7343         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7344 }
7345
7346 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7347                                     enum uclamp_id clamp_id)
7348 {
7349         struct task_group *tg;
7350         u64 util_clamp;
7351         u64 percent;
7352         u32 rem;
7353
7354         rcu_read_lock();
7355         tg = css_tg(seq_css(sf));
7356         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7357         rcu_read_unlock();
7358
7359         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7360                 seq_puts(sf, "max\n");
7361                 return;
7362         }
7363
7364         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7365         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7366         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7367 }
7368
7369 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7370 {
7371         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7372         return 0;
7373 }
7374
7375 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7376 {
7377         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7378         return 0;
7379 }
7380 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7381
7382 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7383 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7384                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7385 {
7386         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7387                 shareval = MAX_SHARES;
7388         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7389 }
7390
7391 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7392                                struct cftype *cft)
7393 {
7394         struct task_group *tg = css_tg(css);
7395
7396         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7397 }
7398
7399 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7400 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7401
7402 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7403 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7404
7405 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7406
7407 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7408 {
7409         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7410         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7411
7412         if (tg == &root_task_group)
7413                 return -EINVAL;
7414
7415         /*
7416          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7417          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7418          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7419          */
7420         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7421                 return -EINVAL;
7422
7423         /*
7424          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7425          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7426          * feasibility.
7427          */
7428         if (period > max_cfs_quota_period)
7429                 return -EINVAL;
7430
7431         /*
7432          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7433          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7434          */
7435         get_online_cpus();
7436         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7437         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7438         if (ret)
7439                 goto out_unlock;
7440
7441         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7442         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7443         /*
7444          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7445          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7446          */
7447         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7448                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7449         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7450         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7451         cfs_b->quota = quota;
7452
7453         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7454
7455         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7456         if (runtime_enabled)
7457                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7458
7459         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7460
7461         for_each_online_cpu(i) {
7462                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7463                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7464                 struct rq_flags rf;
7465
7466                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7467                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7468                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7469
7470                 if (cfs_rq->throttled)
7471                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7472                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7473         }
7474         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7475                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7476 out_unlock:
7477         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7478         put_online_cpus();
7479
7480         return ret;
7481 }
7482
7483 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7484 {
7485         u64 quota, period;
7486
7487         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7488         if (cfs_quota_us < 0)
7489                 quota = RUNTIME_INF;
7490         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7491                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7492         else
7493                 return -EINVAL;
7494
7495         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7496 }
7497
7498 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7499 {
7500         u64 quota_us;
7501
7502         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7503                 return -1;
7504
7505         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7506         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7507
7508         return quota_us;
7509 }
7510
7511 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7512 {
7513         u64 quota, period;
7514
7515         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7516                 return -EINVAL;
7517
7518         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7519         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7520
7521         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7522 }
7523
7524 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7525 {
7526         u64 cfs_period_us;
7527
7528         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7529         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7530
7531         return cfs_period_us;
7532 }
7533
7534 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7535                                   struct cftype *cft)
7536 {
7537         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7538 }
7539
7540 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7541                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7542 {
7543         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7544 }
7545
7546 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7547                                    struct cftype *cft)
7548 {
7549         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7550 }
7551
7552 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7553                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7554 {
7555         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7556 }
7557
7558 struct cfs_schedulable_data {
7559         struct task_group *tg;
7560         u64 period, quota;
7561 };
7562
7563 /*
7564  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7565  * note: units are usecs
7566  */
7567 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7568                                struct cfs_schedulable_data *d)
7569 {
7570         u64 quota, period;
7571
7572         if (tg == d->tg) {
7573                 period = d->period;
7574                 quota = d->quota;
7575         } else {
7576                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7577                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7578         }
7579
7580         /* note: these should typically be equivalent */
7581         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7582                 return RUNTIME_INF;
7583
7584         return to_ratio(period, quota);
7585 }
7586
7587 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7588 {
7589         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7590         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7591         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7592
7593         if (!tg->parent) {
7594                 quota = RUNTIME_INF;
7595         } else {
7596                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7597
7598                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7599                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7600
7601                 /*
7602                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7603                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7604                  * limit is set:
7605                  */
7606                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7607                         quota = min(quota, parent_quota);
7608                 } else {
7609                         if (quota == RUNTIME_INF)
7610                                 quota = parent_quota;
7611                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7612                                 return -EINVAL;
7613                 }
7614         }
7615         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7616
7617         return 0;
7618 }
7619
7620 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7621 {
7622         int ret;
7623         struct cfs_schedulable_data data = {
7624                 .tg = tg,
7625                 .period = period,
7626                 .quota = quota,
7627         };
7628
7629         if (quota != RUNTIME_INF) {
7630                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7631                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7632         }
7633
7634         rcu_read_lock();
7635         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7636         rcu_read_unlock();
7637
7638         return ret;
7639 }
7640
7641 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7642 {
7643         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7644         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7645
7646         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7647         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7648         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7649
7650         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7651                 u64 ws = 0;
7652                 int i;
7653
7654                 for_each_possible_cpu(i)
7655                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7656
7657                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7658         }
7659
7660         return 0;
7661 }
7662 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7663 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7664
7665 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7666 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7667                                 struct cftype *cft, s64 val)
7668 {
7669         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7670 }
7671
7672 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7673                                struct cftype *cft)
7674 {
7675         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7676 }
7677
7678 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7679                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7680 {
7681         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7682 }
7683
7684 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7685                                    struct cftype *cft)
7686 {
7687         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7688 }
7689 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7690
7691 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7692 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7693         {
7694                 .name = "shares",
7695                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7696                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7697         },
7698 #endif
7699 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7700         {
7701                 .name = "cfs_quota_us",
7702                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7703                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7704         },
7705         {
7706                 .name = "cfs_period_us",
7707                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7708                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7709         },
7710         {
7711                 .name = "stat",
7712                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7713         },
7714 #endif
7715 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7716         {
7717                 .name = "rt_runtime_us",
7718                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7719                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7720         },
7721         {
7722                 .name = "rt_period_us",
7723                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7724                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7725         },
7726 #endif
7727 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7728         {
7729                 .name = "uclamp.min",
7730                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7731                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7732                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7733         },
7734         {
7735                 .name = "uclamp.max",
7736                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7737                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7738                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7739         },
7740 #endif
7741         { }     /* Terminate */
7742 };
7743
7744 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7745                                struct cgroup_subsys_state *css)
7746 {
7747 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7748         {
7749                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7750                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7751                 u64 throttled_usec;
7752
7753                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7754                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7755
7756                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7757                            "nr_throttled %d\n"
7758                            "throttled_usec %llu\n",
7759                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7760                            throttled_usec);
7761         }
7762 #endif
7763         return 0;
7764 }
7765
7766 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7767 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7768                                struct cftype *cft)
7769 {
7770         struct task_group *tg = css_tg(css);
7771         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7772
7773         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7774 }
7775
7776 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7777                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7778 {
7779         /*
7780          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7781          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7782          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7783          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7784          * the original value over the entire range.
7785          */
7786         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7787                 return -ERANGE;
7788
7789         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7790
7791         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7792 }
7793
7794 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7795                                     struct cftype *cft)
7796 {
7797         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7798         int last_delta = INT_MAX;
7799         int prio, delta;
7800
7801         /* find the closest nice value to the current weight */
7802         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7803                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7804                 if (delta >= last_delta)
7805                         break;
7806                 last_delta = delta;
7807         }
7808
7809         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7810 }
7811
7812 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7813                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7814 {
7815         unsigned long weight;
7816         int idx;
7817
7818         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7819                 return -ERANGE;
7820
7821         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7822         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7823         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7824
7825         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7826 }
7827 #endif
7828
7829 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7830                                                   long period, long quota)
7831 {
7832         if (quota < 0)
7833                 seq_puts(sf, "max");
7834         else
7835                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7836
7837         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7838 }
7839
7840 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7841 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7842                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7843 {
7844         char tok[21];   /* U64_MAX */
7845
7846         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7847                 return -EINVAL;
7848
7849         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7850
7851         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7852                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7853         else if (!strcmp(tok, "max"))
7854                 *quotap = RUNTIME_INF;
7855         else
7856                 return -EINVAL;
7857
7858         return 0;
7859 }
7860
7861 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7862 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7863 {
7864         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7865
7866         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7867         return 0;
7868 }
7869
7870 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7871                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7872 {
7873         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7874         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7875         u64 quota;
7876         int ret;
7877
7878         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7879         if (!ret)
7880                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7881         return ret ?: nbytes;
7882 }
7883 #endif
7884
7885 static struct cftype cpu_files[] = {
7886 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7887         {
7888                 .name = "weight",
7889                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7890                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7891                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7892         },
7893         {
7894                 .name = "weight.nice",
7895                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7896                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7897                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7898         },
7899 #endif
7900 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7901         {
7902                 .name = "max",
7903                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7904                 .seq_show = cpu_max_show,
7905                 .write = cpu_max_write,
7906         },
7907 #endif
7908 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7909         {
7910                 .name = "uclamp.min",
7911                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7912                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7913                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7914         },
7915         {
7916                 .name = "uclamp.max",
7917                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7918                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7919                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7920         },
7921 #endif
7922         { }     /* terminate */
7923 };
7924
7925 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7926         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7927         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7928         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7929         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7930         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7931         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7932         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7933         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7934         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
7935         .dfl_cftypes    = cpu_files,
7936         .early_init     = true,
7937         .threaded       = true,
7938 };
7939
7940 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7941
7942 void dump_cpu_task(int cpu)
7943 {
7944         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7945         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7946 }
7947
7948 /*
7949  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7950  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7951  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7952  * that remained on nice 0.
7953  *
7954  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7955  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7956  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7957  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7958  * the relative distance between them is ~25%.)
7959  */
7960 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7961  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7962  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7963  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7964  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7965  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7966  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7967  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7968  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7969 };
7970
7971 /*
7972  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7973  *
7974  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7975  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7976  * into multiplications:
7977  */
7978 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7979  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7980  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7981  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7982  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7983  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7984  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7985  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7986  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7987 };
7988
7989 #undef CREATE_TRACE_POINTS