Merge tag 'perf-core-2021-08-30' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.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 #define CREATE_TRACE_POINTS
10 #include <trace/events/sched.h>
11 #undef CREATE_TRACE_POINTS
12
13 #include "sched.h"
14
15 #include <linux/nospec.h>
16
17 #include <linux/kcov.h>
18 #include <linux/scs.h>
19
20 #include <asm/switch_to.h>
21 #include <asm/tlb.h>
22
23 #include "../workqueue_internal.h"
24 #include "../../fs/io-wq.h"
25 #include "../smpboot.h"
26
27 #include "pelt.h"
28 #include "smp.h"
29
30 /*
31  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
32  * associated with them) to allow external modules to probe them.
33  */
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
39 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
40 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
44
45 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
46
47 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
48 /*
49  * Debugging: various feature bits
50  *
51  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
52  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
53  * at compile time and compiler optimization based on features default.
54  */
55 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
56         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
57 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
58 #include "features.h"
59         0;
60 #undef SCHED_FEAT
61
62 /*
63  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
64  * LATENCY_WARN is enabled).
65  *
66  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
67  * per boot.
68  */
69 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
70 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
71 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
72
73 /*
74  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
75  * Limited because this is done with IRQs disabled.
76  */
77 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
78
79 /*
80  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
81  * default: 1s
82  */
83 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
84
85 __read_mostly int scheduler_running;
86
87 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
88
89 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
90
91 /* kernel prio, less is more */
92 static inline int __task_prio(struct task_struct *p)
93 {
94         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
95                 return -2;
96
97         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
98                 return p->prio; /* [-1, 99] */
99
100         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
101                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
102
103         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
104 }
105
106 /*
107  * l(a,b)
108  * le(a,b) := !l(b,a)
109  * g(a,b)  := l(b,a)
110  * ge(a,b) := !l(a,b)
111  */
112
113 /* real prio, less is less */
114 static inline bool prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
115 {
116
117         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
118
119         if (-pa < -pb)
120                 return true;
121
122         if (-pb < -pa)
123                 return false;
124
125         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
126                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
127
128         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
129                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
130
131         return false;
132 }
133
134 static inline bool __sched_core_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
135 {
136         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
137                 return true;
138
139         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
140                 return false;
141
142         /* flip prio, so high prio is leftmost */
143         if (prio_less(b, a, task_rq(a)->core->core_forceidle))
144                 return true;
145
146         return false;
147 }
148
149 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
150
151 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
152 {
153         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
154 }
155
156 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
157 {
158         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
159         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
160
161         if (cookie < p->core_cookie)
162                 return -1;
163
164         if (cookie > p->core_cookie)
165                 return 1;
166
167         return 0;
168 }
169
170 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
171 {
172         rq->core->core_task_seq++;
173
174         if (!p->core_cookie)
175                 return;
176
177         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
178 }
179
180 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
181 {
182         rq->core->core_task_seq++;
183
184         if (!sched_core_enqueued(p))
185                 return;
186
187         rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
188         RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
189 }
190
191 /*
192  * Find left-most (aka, highest priority) task matching @cookie.
193  */
194 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
195 {
196         struct rb_node *node;
197
198         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
199         /*
200          * The idle task always matches any cookie!
201          */
202         if (!node)
203                 return idle_sched_class.pick_task(rq);
204
205         return __node_2_sc(node);
206 }
207
208 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
209 {
210         struct rb_node *node = &p->core_node;
211
212         node = rb_next(node);
213         if (!node)
214                 return NULL;
215
216         p = container_of(node, struct task_struct, core_node);
217         if (p->core_cookie != cookie)
218                 return NULL;
219
220         return p;
221 }
222
223 /*
224  * Magic required such that:
225  *
226  *      raw_spin_rq_lock(rq);
227  *      ...
228  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
229  *
230  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
231  * always agree on what rq has what lock.
232  *
233  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
234  */
235
236 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
237 static atomic_t sched_core_count;
238 static struct cpumask sched_core_mask;
239
240 static void sched_core_lock(int cpu, unsigned long *flags)
241 {
242         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
243         int t, i = 0;
244
245         local_irq_save(*flags);
246         for_each_cpu(t, smt_mask)
247                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
248 }
249
250 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
251 {
252         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
253         int t;
254
255         for_each_cpu(t, smt_mask)
256                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
257         local_irq_restore(*flags);
258 }
259
260 static void __sched_core_flip(bool enabled)
261 {
262         unsigned long flags;
263         int cpu, t;
264
265         cpus_read_lock();
266
267         /*
268          * Toggle the online cores, one by one.
269          */
270         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
271         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
272                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
273
274                 sched_core_lock(cpu, &flags);
275
276                 for_each_cpu(t, smt_mask)
277                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
278
279                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
280
281                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
282         }
283
284         /*
285          * Toggle the offline CPUs.
286          */
287         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_possible_mask);
288         cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, cpu_online_mask);
289
290         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask)
291                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
292
293         cpus_read_unlock();
294 }
295
296 static void sched_core_assert_empty(void)
297 {
298         int cpu;
299
300         for_each_possible_cpu(cpu)
301                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
302 }
303
304 static void __sched_core_enable(void)
305 {
306         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
307         /*
308          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
309          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
310          */
311         synchronize_rcu();
312         __sched_core_flip(true);
313         sched_core_assert_empty();
314 }
315
316 static void __sched_core_disable(void)
317 {
318         sched_core_assert_empty();
319         __sched_core_flip(false);
320         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
321 }
322
323 void sched_core_get(void)
324 {
325         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
326                 return;
327
328         mutex_lock(&sched_core_mutex);
329         if (!atomic_read(&sched_core_count))
330                 __sched_core_enable();
331
332         smp_mb__before_atomic();
333         atomic_inc(&sched_core_count);
334         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
335 }
336
337 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
338 {
339         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
340                 __sched_core_disable();
341                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
342         }
343 }
344
345 void sched_core_put(void)
346 {
347         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
348
349         /*
350          * "There can be only one"
351          *
352          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
353          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
354          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
355          */
356         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
357                 schedule_work(&_work);
358 }
359
360 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
361
362 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
363 static inline void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
364
365 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
366
367 /*
368  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
369  * default: 0.95s
370  */
371 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
372
373
374 /*
375  * Serialization rules:
376  *
377  * Lock order:
378  *
379  *   p->pi_lock
380  *     rq->lock
381  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
382  *
383  *  rq1->lock
384  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
385  *
386  * Regular state:
387  *
388  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
389  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
390  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
391  * to run next.
392  *
393  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
394  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
395  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
396  * ttwu_queue_wakelist() ]
397  *
398  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
399  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
400  *
401  * Special state:
402  *
403  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
404  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
405  * stable while holding either lock:
406  *
407  *  - sched_setaffinity()/
408  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
409  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
410  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
411  *                              p->se.load, p->rt_priority,
412  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
413  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
414  *  - sched_move_task()/
415  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
416  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
417  *
418  * p->state <- TASK_*:
419  *
420  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
421  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
422  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
423  *   concurrent self.
424  *
425  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
426  *
427  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
428  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
429  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
430  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
431  *
432  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
433  *
434  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
435  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
436  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
437  *
438  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
439  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
440  *
441  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
442  *
443  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
444  *
445  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
446  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
447  *
448  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
449  *
450  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
451  *
452  *  - for migration called under rq->lock:
453  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
454  *
455  *    o move_queued_task()
456  *    o detach_task()
457  *
458  *  - for migration called under double_rq_lock():
459  *
460  *    o __migrate_swap_task()
461  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
462  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
463  *    o dl_task_offline_migration()
464  *
465  */
466
467 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
468 {
469         raw_spinlock_t *lock;
470
471         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
472         preempt_disable();
473         if (sched_core_disabled()) {
474                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
475                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
476                 preempt_enable_no_resched();
477                 return;
478         }
479
480         for (;;) {
481                 lock = __rq_lockp(rq);
482                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
483                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
484                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
485                         preempt_enable_no_resched();
486                         return;
487                 }
488                 raw_spin_unlock(lock);
489         }
490 }
491
492 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
493 {
494         raw_spinlock_t *lock;
495         bool ret;
496
497         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
498         preempt_disable();
499         if (sched_core_disabled()) {
500                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
501                 preempt_enable();
502                 return ret;
503         }
504
505         for (;;) {
506                 lock = __rq_lockp(rq);
507                 ret = raw_spin_trylock(lock);
508                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
509                         preempt_enable();
510                         return ret;
511                 }
512                 raw_spin_unlock(lock);
513         }
514 }
515
516 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
517 {
518         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
519 }
520
521 #ifdef CONFIG_SMP
522 /*
523  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
524  */
525 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
526 {
527         lockdep_assert_irqs_disabled();
528
529         if (rq_order_less(rq2, rq1))
530                 swap(rq1, rq2);
531
532         raw_spin_rq_lock(rq1);
533         if (__rq_lockp(rq1) == __rq_lockp(rq2))
534                 return;
535
536         raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
537 }
538 #endif
539
540 /*
541  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
542  */
543 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
544         __acquires(rq->lock)
545 {
546         struct rq *rq;
547
548         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
549
550         for (;;) {
551                 rq = task_rq(p);
552                 raw_spin_rq_lock(rq);
553                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
554                         rq_pin_lock(rq, rf);
555                         return rq;
556                 }
557                 raw_spin_rq_unlock(rq);
558
559                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
560                         cpu_relax();
561         }
562 }
563
564 /*
565  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
566  */
567 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
568         __acquires(p->pi_lock)
569         __acquires(rq->lock)
570 {
571         struct rq *rq;
572
573         for (;;) {
574                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
575                 rq = task_rq(p);
576                 raw_spin_rq_lock(rq);
577                 /*
578                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
579                  *
580                  *      ACQUIRE (rq->lock)
581                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
582                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
583                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
584                  *                                      [L] ->on_rq
585                  *      RELEASE (rq->lock)
586                  *
587                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
588                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
589                  *
590                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
591                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
592                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
593                  */
594                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
595                         rq_pin_lock(rq, rf);
596                         return rq;
597                 }
598                 raw_spin_rq_unlock(rq);
599                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
600
601                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
602                         cpu_relax();
603         }
604 }
605
606 /*
607  * RQ-clock updating methods:
608  */
609
610 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
611 {
612 /*
613  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
614  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
615  */
616         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
617
618 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
619         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
620
621         /*
622          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
623          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
624          * {soft,}irq region.
625          *
626          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
627          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
628          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
629          * monotonic.
630          *
631          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
632          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
633          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
634          * atomic ops.
635          */
636         if (irq_delta > delta)
637                 irq_delta = delta;
638
639         rq->prev_irq_time += irq_delta;
640         delta -= irq_delta;
641 #endif
642 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
643         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
644                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
645                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
646
647                 if (unlikely(steal > delta))
648                         steal = delta;
649
650                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
651                 delta -= steal;
652         }
653 #endif
654
655         rq->clock_task += delta;
656
657 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
658         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
659                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
660 #endif
661         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
662 }
663
664 void update_rq_clock(struct rq *rq)
665 {
666         s64 delta;
667
668         lockdep_assert_rq_held(rq);
669
670         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
671                 return;
672
673 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
674         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
675                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
676         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
677 #endif
678
679         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
680         if (delta < 0)
681                 return;
682         rq->clock += delta;
683         update_rq_clock_task(rq, delta);
684 }
685
686 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
687 /*
688  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
689  */
690
691 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
692 {
693         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
694                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
695 }
696
697 /*
698  * High-resolution timer tick.
699  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
700  */
701 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
702 {
703         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
704         struct rq_flags rf;
705
706         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
707
708         rq_lock(rq, &rf);
709         update_rq_clock(rq);
710         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
711         rq_unlock(rq, &rf);
712
713         return HRTIMER_NORESTART;
714 }
715
716 #ifdef CONFIG_SMP
717
718 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
719 {
720         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
721         ktime_t time = rq->hrtick_time;
722
723         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
724 }
725
726 /*
727  * called from hardirq (IPI) context
728  */
729 static void __hrtick_start(void *arg)
730 {
731         struct rq *rq = arg;
732         struct rq_flags rf;
733
734         rq_lock(rq, &rf);
735         __hrtick_restart(rq);
736         rq_unlock(rq, &rf);
737 }
738
739 /*
740  * Called to set the hrtick timer state.
741  *
742  * called with rq->lock held and irqs disabled
743  */
744 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
745 {
746         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
747         s64 delta;
748
749         /*
750          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
751          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
752          */
753         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
754         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
755
756         if (rq == this_rq())
757                 __hrtick_restart(rq);
758         else
759                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
760 }
761
762 #else
763 /*
764  * Called to set the hrtick timer state.
765  *
766  * called with rq->lock held and irqs disabled
767  */
768 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
769 {
770         /*
771          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
772          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
773          */
774         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
775         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
776                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
777 }
778
779 #endif /* CONFIG_SMP */
780
781 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
782 {
783 #ifdef CONFIG_SMP
784         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
785 #endif
786         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
787         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
788 }
789 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
790 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
791 {
792 }
793
794 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
795 {
796 }
797 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
798
799 /*
800  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
801  */
802 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
803         ({                                                              \
804                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
805                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
806                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
807                                                                         \
808                 for (;;) {                                              \
809                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
810                         if (_old == _val)                               \
811                                 break;                                  \
812                         _val = _old;                                    \
813                 }                                                       \
814         _old;                                                           \
815 })
816
817 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
818 /*
819  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
820  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
821  * spurious IPIs.
822  */
823 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
824 {
825         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
826         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
827 }
828
829 /*
830  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
831  *
832  * If this returns true, then the idle task promises to call
833  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
834  */
835 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
836 {
837         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
838         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
839
840         for (;;) {
841                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
842                         return false;
843                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
844                         return true;
845                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
846                 if (old == val)
847                         break;
848                 val = old;
849         }
850         return true;
851 }
852
853 #else
854 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
855 {
856         set_tsk_need_resched(p);
857         return true;
858 }
859
860 #ifdef CONFIG_SMP
861 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
862 {
863         return false;
864 }
865 #endif
866 #endif
867
868 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
869 {
870         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
871
872         /*
873          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
874          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
875          * wakeup due to that.
876          *
877          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
878          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
879          */
880         smp_mb__before_atomic();
881         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
882                 return false;
883
884         /*
885          * The head is context local, there can be no concurrency.
886          */
887         *head->lastp = node;
888         head->lastp = &node->next;
889         return true;
890 }
891
892 /**
893  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
894  * @head: the wake_q_head to add @task to
895  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
896  *
897  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
898  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
899  * instantly.
900  *
901  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
902  * must be ready to be woken at this location.
903  */
904 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
905 {
906         if (__wake_q_add(head, task))
907                 get_task_struct(task);
908 }
909
910 /**
911  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
912  * @head: the wake_q_head to add @task to
913  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
914  *
915  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
916  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
917  * instantly.
918  *
919  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
920  * must be ready to be woken at this location.
921  *
922  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
923  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
924  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
925  * queued for wakeup.
926  */
927 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
928 {
929         if (!__wake_q_add(head, task))
930                 put_task_struct(task);
931 }
932
933 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
934 {
935         struct wake_q_node *node = head->first;
936
937         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
938                 struct task_struct *task;
939
940                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
941                 /* Task can safely be re-inserted now: */
942                 node = node->next;
943                 task->wake_q.next = NULL;
944
945                 /*
946                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
947                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
948                  */
949                 wake_up_process(task);
950                 put_task_struct(task);
951         }
952 }
953
954 /*
955  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
956  *
957  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
958  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
959  * the target CPU.
960  */
961 void resched_curr(struct rq *rq)
962 {
963         struct task_struct *curr = rq->curr;
964         int cpu;
965
966         lockdep_assert_rq_held(rq);
967
968         if (test_tsk_need_resched(curr))
969                 return;
970
971         cpu = cpu_of(rq);
972
973         if (cpu == smp_processor_id()) {
974                 set_tsk_need_resched(curr);
975                 set_preempt_need_resched();
976                 return;
977         }
978
979         if (set_nr_and_not_polling(curr))
980                 smp_send_reschedule(cpu);
981         else
982                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
983 }
984
985 void resched_cpu(int cpu)
986 {
987         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
988         unsigned long flags;
989
990         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
991         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
992                 resched_curr(rq);
993         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
994 }
995
996 #ifdef CONFIG_SMP
997 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
998 /*
999  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1000  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1001  *
1002  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1003  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1004  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1005  */
1006 int get_nohz_timer_target(void)
1007 {
1008         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1009         struct sched_domain *sd;
1010         const struct cpumask *hk_mask;
1011
1012         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
1013                 if (!idle_cpu(cpu))
1014                         return cpu;
1015                 default_cpu = cpu;
1016         }
1017
1018         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER);
1019
1020         rcu_read_lock();
1021         for_each_domain(cpu, sd) {
1022                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1023                         if (cpu == i)
1024                                 continue;
1025
1026                         if (!idle_cpu(i)) {
1027                                 cpu = i;
1028                                 goto unlock;
1029                         }
1030                 }
1031         }
1032
1033         if (default_cpu == -1)
1034                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
1035         cpu = default_cpu;
1036 unlock:
1037         rcu_read_unlock();
1038         return cpu;
1039 }
1040
1041 /*
1042  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1043  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1044  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1045  * idle system the next event might even be infinite time into the
1046  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1047  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1048  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1049  * wheel for the next timer event.
1050  */
1051 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1052 {
1053         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1054
1055         if (cpu == smp_processor_id())
1056                 return;
1057
1058         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1059                 smp_send_reschedule(cpu);
1060         else
1061                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1062 }
1063
1064 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1065 {
1066         /*
1067          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1068          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1069          * If needed we can still optimize that later with an
1070          * empty IRQ.
1071          */
1072         if (cpu_is_offline(cpu))
1073                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1074         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1075                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1076                     tick_nohz_tick_stopped())
1077                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1078                 return true;
1079         }
1080
1081         return false;
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1086  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1087  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1088  */
1089 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1090 {
1091         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1092                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1093 }
1094
1095 static void nohz_csd_func(void *info)
1096 {
1097         struct rq *rq = info;
1098         int cpu = cpu_of(rq);
1099         unsigned int flags;
1100
1101         /*
1102          * Release the rq::nohz_csd.
1103          */
1104         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1105         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1106
1107         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1108         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1109                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1110                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1111         }
1112 }
1113
1114 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1115
1116 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1117 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1118 {
1119         int fifo_nr_running;
1120
1121         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1122         if (rq->dl.dl_nr_running)
1123                 return false;
1124
1125         /*
1126          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1127          * actual RR behaviour.
1128          */
1129         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1130                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1131                         return true;
1132                 else
1133                         return false;
1134         }
1135
1136         /*
1137          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1138          * forced preemption between FIFO tasks.
1139          */
1140         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1141         if (fifo_nr_running)
1142                 return true;
1143
1144         /*
1145          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1146          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1147          * preemption.
1148          */
1149         if (rq->nr_running > 1)
1150                 return false;
1151
1152         return true;
1153 }
1154 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1155 #endif /* CONFIG_SMP */
1156
1157 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1158                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1159 /*
1160  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1161  * node and @up when leaving it for the final time.
1162  *
1163  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1164  */
1165 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1166                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1167 {
1168         struct task_group *parent, *child;
1169         int ret;
1170
1171         parent = from;
1172
1173 down:
1174         ret = (*down)(parent, data);
1175         if (ret)
1176                 goto out;
1177         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1178                 parent = child;
1179                 goto down;
1180
1181 up:
1182                 continue;
1183         }
1184         ret = (*up)(parent, data);
1185         if (ret || parent == from)
1186                 goto out;
1187
1188         child = parent;
1189         parent = parent->parent;
1190         if (parent)
1191                 goto up;
1192 out:
1193         return ret;
1194 }
1195
1196 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1197 {
1198         return 0;
1199 }
1200 #endif
1201
1202 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1203 {
1204         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1205         struct load_weight *load = &p->se.load;
1206
1207         /*
1208          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1209          */
1210         if (task_has_idle_policy(p)) {
1211                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1212                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1213                 return;
1214         }
1215
1216         /*
1217          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1218          * weight
1219          */
1220         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1221                 reweight_task(p, prio);
1222         } else {
1223                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1224                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1225         }
1226 }
1227
1228 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1229 /*
1230  * Serializes updates of utilization clamp values
1231  *
1232  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1233  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1234  * support enqueue/dequeue operations.
1235  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1236  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1237  * updates or API abuses.
1238  */
1239 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1240
1241 /* Max allowed minimum utilization */
1242 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1243
1244 /* Max allowed maximum utilization */
1245 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1246
1247 /*
1248  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1249  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1250  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1251  *
1252  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1253  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1254  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1255  * battery life.
1256  *
1257  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1258  *
1259  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1260  * above.
1261  */
1262 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1263
1264 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1265 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1266
1267 /*
1268  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1269  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1270  * enqueue/dequeue_task().
1271  *
1272  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1273  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1274  *
1275  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1276  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1277  * functionality.
1278  *
1279  * The knobs that would enable this static key are:
1280  *
1281  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1282  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1283  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1284  */
1285 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1286
1287 /* Integer rounded range for each bucket */
1288 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1289
1290 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1291         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1292
1293 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1294 {
1295         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1296 }
1297
1298 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1299 {
1300         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1301                 return 0;
1302         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1303 }
1304
1305 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1306                                  unsigned int value, bool user_defined)
1307 {
1308         uc_se->value = value;
1309         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1310         uc_se->user_defined = user_defined;
1311 }
1312
1313 static inline unsigned int
1314 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1315                   unsigned int clamp_value)
1316 {
1317         /*
1318          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1319          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1320          * max-clamp.
1321          */
1322         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1323                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1324                 return clamp_value;
1325         }
1326
1327         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1328 }
1329
1330 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1331                                      unsigned int clamp_value)
1332 {
1333         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1334         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1335                 return;
1336
1337         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
1338 }
1339
1340 static inline
1341 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1342                                    unsigned int clamp_value)
1343 {
1344         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1345         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1346
1347         /*
1348          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1349          * top most bucket with tasks in.
1350          */
1351         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1352                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1353                         continue;
1354                 return bucket[bucket_id].value;
1355         }
1356
1357         /* No tasks -- default clamp values */
1358         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1359 }
1360
1361 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1362 {
1363         unsigned int default_util_min;
1364         struct uclamp_se *uc_se;
1365
1366         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1367
1368         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1369
1370         /* Only sync if user didn't override the default */
1371         if (uc_se->user_defined)
1372                 return;
1373
1374         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1375         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1376 }
1377
1378 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1379 {
1380         struct rq_flags rf;
1381         struct rq *rq;
1382
1383         if (!rt_task(p))
1384                 return;
1385
1386         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1387         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1388         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1389         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1390 }
1391
1392 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1393 {
1394         struct task_struct *g, *p;
1395
1396         /*
1397          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1398          *                                        uclamp_min_rt = X;
1399          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1400          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1401          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1402          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1403          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1404          *
1405          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1406          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1407          * task.
1408          */
1409         read_lock(&tasklist_lock);
1410         smp_mb__after_spinlock();
1411         read_unlock(&tasklist_lock);
1412
1413         rcu_read_lock();
1414         for_each_process_thread(g, p)
1415                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1416         rcu_read_unlock();
1417 }
1418
1419 static inline struct uclamp_se
1420 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1421 {
1422         /* Copy by value as we could modify it */
1423         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1424 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1425         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1426
1427         /*
1428          * Tasks in autogroups or root task group will be
1429          * restricted by system defaults.
1430          */
1431         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1432                 return uc_req;
1433         if (task_group(p) == &root_task_group)
1434                 return uc_req;
1435
1436         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1437         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1438         value = uc_req.value;
1439         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1440         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1441 #endif
1442
1443         return uc_req;
1444 }
1445
1446 /*
1447  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1448  * priority:
1449  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1450  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1451  *   group or in an autogroup
1452  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1453  */
1454 static inline struct uclamp_se
1455 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1456 {
1457         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1458         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1459
1460         /* System default restrictions always apply */
1461         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1462                 return uc_max;
1463
1464         return uc_req;
1465 }
1466
1467 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1468 {
1469         struct uclamp_se uc_eff;
1470
1471         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1472         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1473                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1474
1475         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1476
1477         return (unsigned long)uc_eff.value;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1482  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1483  * updates the rq's clamp value if required.
1484  *
1485  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1486  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1487  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1488  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1489  */
1490 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1491                                     enum uclamp_id clamp_id)
1492 {
1493         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1494         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1495         struct uclamp_bucket *bucket;
1496
1497         lockdep_assert_rq_held(rq);
1498
1499         /* Update task effective clamp */
1500         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1501
1502         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1503         bucket->tasks++;
1504         uc_se->active = true;
1505
1506         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1507
1508         /*
1509          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1510          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1511          */
1512         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1513                 bucket->value = uc_se->value;
1514
1515         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1516                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1517 }
1518
1519 /*
1520  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1521  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1522  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1523  *
1524  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1525  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1526  * enforce the expected state and warn.
1527  */
1528 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1529                                     enum uclamp_id clamp_id)
1530 {
1531         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1532         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1533         struct uclamp_bucket *bucket;
1534         unsigned int bkt_clamp;
1535         unsigned int rq_clamp;
1536
1537         lockdep_assert_rq_held(rq);
1538
1539         /*
1540          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1541          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1542          *
1543          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1544          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1545          * here.
1546          *
1547          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1548          * problem too
1549          *
1550          *      enqueue(taskA)
1551          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1552          *      enqueue(taskB)
1553          *      dequeue(taskA)
1554          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1555          *      dequeue(taskB)
1556          *
1557          * where we could end up with stale data in uc_se and
1558          * bucket[uc_se->bucket_id].
1559          *
1560          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1561          */
1562         if (unlikely(!uc_se->active))
1563                 return;
1564
1565         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1566
1567         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1568         if (likely(bucket->tasks))
1569                 bucket->tasks--;
1570
1571         uc_se->active = false;
1572
1573         /*
1574          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1575          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1576          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1577          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1578          */
1579         if (likely(bucket->tasks))
1580                 return;
1581
1582         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1583         /*
1584          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1585          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1586          */
1587         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1588         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1589                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1590                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1591         }
1592 }
1593
1594 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1595 {
1596         enum uclamp_id clamp_id;
1597
1598         /*
1599          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1600          *
1601          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1602          * sched_uclamp_used is disabled.
1603          */
1604         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1605                 return;
1606
1607         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1608                 return;
1609
1610         for_each_clamp_id(clamp_id)
1611                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1612
1613         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1614         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1615                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1616 }
1617
1618 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1619 {
1620         enum uclamp_id clamp_id;
1621
1622         /*
1623          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1624          *
1625          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1626          * sched_uclamp_used is disabled.
1627          */
1628         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1629                 return;
1630
1631         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1632                 return;
1633
1634         for_each_clamp_id(clamp_id)
1635                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1636 }
1637
1638 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1639                                       enum uclamp_id clamp_id)
1640 {
1641         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1642                 return;
1643
1644         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1645         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1646
1647         /*
1648          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1649          * active tasks on rq.
1650          */
1651         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1652                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1653 }
1654
1655 static inline void
1656 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1657 {
1658         enum uclamp_id clamp_id;
1659         struct rq_flags rf;
1660         struct rq *rq;
1661
1662         /*
1663          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1664          *
1665          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1666          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1667          * enqueues, dequeues and migration operations.
1668          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1669          */
1670         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1671
1672         /*
1673          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1674          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1675          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1676          * it will already see the updated clamp bucket value.
1677          */
1678         for_each_clamp_id(clamp_id)
1679                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1680
1681         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1682 }
1683
1684 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1685 static inline void
1686 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1687 {
1688         struct css_task_iter it;
1689         struct task_struct *p;
1690
1691         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1692         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1693                 uclamp_update_active(p);
1694         css_task_iter_end(&it);
1695 }
1696
1697 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1698 static void uclamp_update_root_tg(void)
1699 {
1700         struct task_group *tg = &root_task_group;
1701
1702         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1703                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1704         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1705                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1706
1707         rcu_read_lock();
1708         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1709         rcu_read_unlock();
1710 }
1711 #else
1712 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1713 #endif
1714
1715 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1716                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1717 {
1718         bool update_root_tg = false;
1719         int old_min, old_max, old_min_rt;
1720         int result;
1721
1722         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1723         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1724         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1725         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1726
1727         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1728         if (result)
1729                 goto undo;
1730         if (!write)
1731                 goto done;
1732
1733         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1734             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1735             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1736
1737                 result = -EINVAL;
1738                 goto undo;
1739         }
1740
1741         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1742                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1743                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1744                 update_root_tg = true;
1745         }
1746         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1747                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1748                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1749                 update_root_tg = true;
1750         }
1751
1752         if (update_root_tg) {
1753                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1754                 uclamp_update_root_tg();
1755         }
1756
1757         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1758                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1759                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1760         }
1761
1762         /*
1763          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1764          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1765          * task enqueue time.
1766          */
1767
1768         goto done;
1769
1770 undo:
1771         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1772         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1773         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1774 done:
1775         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1776
1777         return result;
1778 }
1779
1780 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1781                            const struct sched_attr *attr)
1782 {
1783         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1784         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1785
1786         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1787                 util_min = attr->sched_util_min;
1788
1789                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1790                         return -EINVAL;
1791         }
1792
1793         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1794                 util_max = attr->sched_util_max;
1795
1796                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1797                         return -EINVAL;
1798         }
1799
1800         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1801                 return -EINVAL;
1802
1803         /*
1804          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1805          *
1806          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1807          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1808          * scheduler locks.
1809          */
1810         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1811
1812         return 0;
1813 }
1814
1815 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1816                          enum uclamp_id clamp_id,
1817                          struct uclamp_se *uc_se)
1818 {
1819         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1820         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1821             !uc_se->user_defined)
1822                 return true;
1823
1824         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1825         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1826             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1827             attr->sched_util_min == -1) {
1828                 return true;
1829         }
1830
1831         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1832             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1833             attr->sched_util_max == -1) {
1834                 return true;
1835         }
1836
1837         return false;
1838 }
1839
1840 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1841                                   const struct sched_attr *attr)
1842 {
1843         enum uclamp_id clamp_id;
1844
1845         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1846                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1847                 unsigned int value;
1848
1849                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1850                         continue;
1851
1852                 /*
1853                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1854                  * at runtime.
1855                  */
1856                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1857                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1858                 else
1859                         value = uclamp_none(clamp_id);
1860
1861                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1862
1863         }
1864
1865         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1866                 return;
1867
1868         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1869             attr->sched_util_min != -1) {
1870                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1871                               attr->sched_util_min, true);
1872         }
1873
1874         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1875             attr->sched_util_max != -1) {
1876                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1877                               attr->sched_util_max, true);
1878         }
1879 }
1880
1881 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1882 {
1883         enum uclamp_id clamp_id;
1884
1885         /*
1886          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1887          * as the task is still at its early fork stages.
1888          */
1889         for_each_clamp_id(clamp_id)
1890                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1891
1892         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1893                 return;
1894
1895         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1896                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1897                               uclamp_none(clamp_id), false);
1898         }
1899 }
1900
1901 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1902 {
1903         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1904 }
1905
1906 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1907 {
1908         enum uclamp_id clamp_id;
1909         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1910
1911         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1912                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1913                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1914                 };
1915         }
1916
1917         rq->uclamp_flags = 0;
1918 }
1919
1920 static void __init init_uclamp(void)
1921 {
1922         struct uclamp_se uc_max = {};
1923         enum uclamp_id clamp_id;
1924         int cpu;
1925
1926         for_each_possible_cpu(cpu)
1927                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1928
1929         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1930                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1931                               uclamp_none(clamp_id), false);
1932         }
1933
1934         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1935         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1936         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1937                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1938 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1939                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1940                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1941 #endif
1942         }
1943 }
1944
1945 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1946 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1947 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1948 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1949                                   const struct sched_attr *attr)
1950 {
1951         return -EOPNOTSUPP;
1952 }
1953 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1954                                   const struct sched_attr *attr) { }
1955 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1956 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1957 static inline void init_uclamp(void) { }
1958 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1959
1960 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
1961 {
1962         return task_on_rq_queued(p);
1963 }
1964
1965 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1966 {
1967         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1968                 update_rq_clock(rq);
1969
1970         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1971                 sched_info_enqueue(rq, p);
1972                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1973         }
1974
1975         uclamp_rq_inc(rq, p);
1976         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1977
1978         if (sched_core_enabled(rq))
1979                 sched_core_enqueue(rq, p);
1980 }
1981
1982 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1983 {
1984         if (sched_core_enabled(rq))
1985                 sched_core_dequeue(rq, p);
1986
1987         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1988                 update_rq_clock(rq);
1989
1990         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1991                 sched_info_dequeue(rq, p);
1992                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1993         }
1994
1995         uclamp_rq_dec(rq, p);
1996         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1997 }
1998
1999 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2000 {
2001         enqueue_task(rq, p, flags);
2002
2003         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2004 }
2005
2006 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2007 {
2008         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
2009
2010         dequeue_task(rq, p, flags);
2011 }
2012
2013 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2014 {
2015         int prio;
2016
2017         if (dl_policy(policy))
2018                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2019         else if (rt_policy(policy))
2020                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2021         else
2022                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2023
2024         return prio;
2025 }
2026
2027 /*
2028  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2029  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2030  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2031  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2032  * estimator recalculates.
2033  */
2034 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2035 {
2036         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2037 }
2038
2039 /*
2040  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2041  * taken into account by the scheduler. This value might
2042  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2043  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2044  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2045  */
2046 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2047 {
2048         p->normal_prio = normal_prio(p);
2049         /*
2050          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2051          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2052          * to the normal priority:
2053          */
2054         if (!rt_prio(p->prio))
2055                 return p->normal_prio;
2056         return p->prio;
2057 }
2058
2059 /**
2060  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2061  * @p: the task in question.
2062  *
2063  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2064  */
2065 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2066 {
2067         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2068 }
2069
2070 /*
2071  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2072  * use the balance_callback list if you want balancing.
2073  *
2074  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2075  * balance_callback().
2076  */
2077 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2078                                        const struct sched_class *prev_class,
2079                                        int oldprio)
2080 {
2081         if (prev_class != p->sched_class) {
2082                 if (prev_class->switched_from)
2083                         prev_class->switched_from(rq, p);
2084
2085                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2086         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2087                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2088 }
2089
2090 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2091 {
2092         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2093                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2094         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
2095                 resched_curr(rq);
2096
2097         /*
2098          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2099          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2100          */
2101         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2102                 rq_clock_skip_update(rq);
2103 }
2104
2105 #ifdef CONFIG_SMP
2106
2107 static void
2108 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
2109
2110 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2111                                   const struct cpumask *new_mask,
2112                                   u32 flags);
2113
2114 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2115 {
2116         if (likely(!p->migration_disabled))
2117                 return;
2118
2119         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2120                 return;
2121
2122         /*
2123          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2124          */
2125         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
2126 }
2127
2128 void migrate_disable(void)
2129 {
2130         struct task_struct *p = current;
2131
2132         if (p->migration_disabled) {
2133                 p->migration_disabled++;
2134                 return;
2135         }
2136
2137         preempt_disable();
2138         this_rq()->nr_pinned++;
2139         p->migration_disabled = 1;
2140         preempt_enable();
2141 }
2142 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2143
2144 void migrate_enable(void)
2145 {
2146         struct task_struct *p = current;
2147
2148         if (p->migration_disabled > 1) {
2149                 p->migration_disabled--;
2150                 return;
2151         }
2152
2153         /*
2154          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2155          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2156          */
2157         preempt_disable();
2158         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2159                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
2160         /*
2161          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2162          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2163          * select_fallback_rq) get confused.
2164          */
2165         barrier();
2166         p->migration_disabled = 0;
2167         this_rq()->nr_pinned--;
2168         preempt_enable();
2169 }
2170 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2171
2172 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2173 {
2174         return rq->nr_pinned;
2175 }
2176
2177 /*
2178  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2179  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2180  */
2181 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2182 {
2183         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2184         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2185                 return false;
2186
2187         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2188         if (is_migration_disabled(p))
2189                 return cpu_online(cpu);
2190
2191         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2192         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2193                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2194
2195         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2196         if (kthread_is_per_cpu(p))
2197                 return cpu_online(cpu);
2198
2199         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2200         if (cpu_dying(cpu))
2201                 return false;
2202
2203         /* But are allowed during online. */
2204         return cpu_online(cpu);
2205 }
2206
2207 /*
2208  * This is how migration works:
2209  *
2210  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2211  *    stop_one_cpu().
2212  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2213  *    off the CPU)
2214  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2215  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2216  *    it and puts it into the right queue.
2217  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2218  *    is done.
2219  */
2220
2221 /*
2222  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2223  *
2224  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2225  */
2226 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2227                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2228 {
2229         lockdep_assert_rq_held(rq);
2230
2231         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2232         set_task_cpu(p, new_cpu);
2233         rq_unlock(rq, rf);
2234
2235         rq = cpu_rq(new_cpu);
2236
2237         rq_lock(rq, rf);
2238         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
2239         activate_task(rq, p, 0);
2240         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2241
2242         return rq;
2243 }
2244
2245 struct migration_arg {
2246         struct task_struct              *task;
2247         int                             dest_cpu;
2248         struct set_affinity_pending     *pending;
2249 };
2250
2251 /*
2252  * @refs: number of wait_for_completion()
2253  * @stop_pending: is @stop_work in use
2254  */
2255 struct set_affinity_pending {
2256         refcount_t              refs;
2257         unsigned int            stop_pending;
2258         struct completion       done;
2259         struct cpu_stop_work    stop_work;
2260         struct migration_arg    arg;
2261 };
2262
2263 /*
2264  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2265  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2266  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2267  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2268  *
2269  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2270  * as the task is no longer on this CPU.
2271  */
2272 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2273                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2274 {
2275         /* Affinity changed (again). */
2276         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2277                 return rq;
2278
2279         update_rq_clock(rq);
2280         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2281
2282         return rq;
2283 }
2284
2285 /*
2286  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2287  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2288  * 'pushing' onto another runqueue.
2289  */
2290 static int migration_cpu_stop(void *data)
2291 {
2292         struct migration_arg *arg = data;
2293         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2294         struct task_struct *p = arg->task;
2295         struct rq *rq = this_rq();
2296         bool complete = false;
2297         struct rq_flags rf;
2298
2299         /*
2300          * The original target CPU might have gone down and we might
2301          * be on another CPU but it doesn't matter.
2302          */
2303         local_irq_save(rf.flags);
2304         /*
2305          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2306          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2307          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2308          */
2309         flush_smp_call_function_from_idle();
2310
2311         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2312         rq_lock(rq, &rf);
2313
2314         /*
2315          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2316          * p->migration_pending must have remained stable.
2317          */
2318         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2319
2320         /*
2321          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2322          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2323          * we're holding p->pi_lock.
2324          */
2325         if (task_rq(p) == rq) {
2326                 if (is_migration_disabled(p))
2327                         goto out;
2328
2329                 if (pending) {
2330                         p->migration_pending = NULL;
2331                         complete = true;
2332
2333                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2334                                 goto out;
2335                 }
2336
2337                 if (task_on_rq_queued(p))
2338                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2339                 else
2340                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2341
2342                 /*
2343                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2344                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2345                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2346                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2347                  */
2348
2349         } else if (pending) {
2350                 /*
2351                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2352                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2353                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2354                  *
2355                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2356                  * more likely.
2357                  */
2358
2359                 /*
2360                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2361                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2362                  * somewhere allowed, we're done.
2363                  */
2364                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2365                         p->migration_pending = NULL;
2366                         complete = true;
2367                         goto out;
2368                 }
2369
2370                 /*
2371                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2372                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2373                  * it.
2374                  */
2375                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2376                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2377                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2378                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2379                 return 0;
2380         }
2381 out:
2382         if (pending)
2383                 pending->stop_pending = false;
2384         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2385
2386         if (complete)
2387                 complete_all(&pending->done);
2388
2389         return 0;
2390 }
2391
2392 int push_cpu_stop(void *arg)
2393 {
2394         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2395         struct task_struct *p = arg;
2396
2397         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2398         raw_spin_rq_lock(rq);
2399
2400         if (task_rq(p) != rq)
2401                 goto out_unlock;
2402
2403         if (is_migration_disabled(p)) {
2404                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2405                 goto out_unlock;
2406         }
2407
2408         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2409
2410         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2411                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2412
2413         if (!lowest_rq)
2414                 goto out_unlock;
2415
2416         // XXX validate p is still the highest prio task
2417         if (task_rq(p) == rq) {
2418                 deactivate_task(rq, p, 0);
2419                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2420                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2421                 resched_curr(lowest_rq);
2422         }
2423
2424         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2425
2426 out_unlock:
2427         rq->push_busy = false;
2428         raw_spin_rq_unlock(rq);
2429         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2430
2431         put_task_struct(p);
2432         return 0;
2433 }
2434
2435 /*
2436  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2437  * actually call this function.
2438  */
2439 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2440 {
2441         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2442                 p->cpus_ptr = new_mask;
2443                 return;
2444         }
2445
2446         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2447         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2448 }
2449
2450 static void
2451 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2452 {
2453         struct rq *rq = task_rq(p);
2454         bool queued, running;
2455
2456         /*
2457          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2458          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2459          * p->pi_lock.
2460          *
2461          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2462          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2463          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2464          * before finish_task().
2465          *
2466          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2467          */
2468         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2469                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2470         else
2471                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2472
2473         queued = task_on_rq_queued(p);
2474         running = task_current(rq, p);
2475
2476         if (queued) {
2477                 /*
2478                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2479                  * holding rq->lock.
2480                  */
2481                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2482                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2483         }
2484         if (running)
2485                 put_prev_task(rq, p);
2486
2487         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2488
2489         if (queued)
2490                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2491         if (running)
2492                 set_next_task(rq, p);
2493 }
2494
2495 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2496 {
2497         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2498 }
2499
2500 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2501                       int node)
2502 {
2503         if (!src->user_cpus_ptr)
2504                 return 0;
2505
2506         dst->user_cpus_ptr = kmalloc_node(cpumask_size(), GFP_KERNEL, node);
2507         if (!dst->user_cpus_ptr)
2508                 return -ENOMEM;
2509
2510         cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2511         return 0;
2512 }
2513
2514 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2515 {
2516         struct cpumask *user_mask = NULL;
2517
2518         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2519
2520         return user_mask;
2521 }
2522
2523 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2524 {
2525         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2526 }
2527
2528 /*
2529  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2530  *
2531  *
2532  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2533  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2534  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2535  *
2536  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2537  * Consider:
2538  *
2539  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2540  *
2541  *     P0@CPU0                  P1
2542  *
2543  *     migrate_disable();
2544  *     <preempted>
2545  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2546  *
2547  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2548  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2549  * This means we need the following scheme:
2550  *
2551  *     P0@CPU0                  P1
2552  *
2553  *     migrate_disable();
2554  *     <preempted>
2555  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2556  *                                <blocks>
2557  *     <resumes>
2558  *     migrate_enable();
2559  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2560  *       <wakes local stopper>
2561  *                         `--> <woken on migration completion>
2562  *
2563  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2564  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2565  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2566  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2567  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2568  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2569  * moment.
2570  *
2571  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2572  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2573  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2574  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2575  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2576  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2577  *
2578  *
2579  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2580  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2581  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2582  * Migrate-Disable. Consider:
2583  *
2584  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2585  *
2586  *     CPU0               P1                            P2
2587  *     <P0>
2588  *       migrate_disable();
2589  *       <preempted>
2590  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2591  *                          <blocks>
2592  *     <migration/0>
2593  *       migration_cpu_stop()
2594  *         is_migration_disabled()
2595  *           <bails>
2596  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2597  *                                                         <signal completion>
2598  *                          <awakes>
2599  *
2600  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2601  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2602  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2603  */
2604 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2605                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2606 {
2607         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2608         bool stop_pending, complete = false;
2609
2610         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2611         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2612                 struct task_struct *push_task = NULL;
2613
2614                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2615                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2616                         rq->push_busy = true;
2617                         push_task = get_task_struct(p);
2618                 }
2619
2620                 /*
2621                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2622                  * then complete now.
2623                  */
2624                 pending = p->migration_pending;
2625                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2626                         p->migration_pending = NULL;
2627                         complete = true;
2628                 }
2629
2630                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2631
2632                 if (push_task) {
2633                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2634                                             p, &rq->push_work);
2635                 }
2636
2637                 if (complete)
2638                         complete_all(&pending->done);
2639
2640                 return 0;
2641         }
2642
2643         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2644                 /* serialized by p->pi_lock */
2645                 if (!p->migration_pending) {
2646                         /* Install the request */
2647                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2648                         init_completion(&my_pending.done);
2649                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2650                                 .task = p,
2651                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2652                                 .pending = &my_pending,
2653                         };
2654
2655                         p->migration_pending = &my_pending;
2656                 } else {
2657                         pending = p->migration_pending;
2658                         refcount_inc(&pending->refs);
2659                         /*
2660                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2661                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2662                          * we risk a completion of the pending despite having a
2663                          * task on a disallowed CPU.
2664                          *
2665                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2666                          */
2667                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2668                 }
2669         }
2670         pending = p->migration_pending;
2671         /*
2672          * - !MIGRATE_ENABLE:
2673          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2674          *
2675          * - MIGRATE_ENABLE:
2676          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2677          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2678          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2679          *   pending completion.
2680          *
2681          * Either way, we really should have a @pending here.
2682          */
2683         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2684                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2685                 return -EINVAL;
2686         }
2687
2688         if (task_running(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2689                 /*
2690                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2691                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2692                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2693                  */
2694                 stop_pending = pending->stop_pending;
2695                 if (!stop_pending)
2696                         pending->stop_pending = true;
2697
2698                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2699                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2700
2701                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2702
2703                 if (!stop_pending) {
2704                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2705                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2706                 }
2707
2708                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2709                         return 0;
2710         } else {
2711
2712                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2713                         if (task_on_rq_queued(p))
2714                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2715
2716                         if (!pending->stop_pending) {
2717                                 p->migration_pending = NULL;
2718                                 complete = true;
2719                         }
2720                 }
2721                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2722
2723                 if (complete)
2724                         complete_all(&pending->done);
2725         }
2726
2727         wait_for_completion(&pending->done);
2728
2729         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2730                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2731
2732         /*
2733          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2734          * have seen the completion and decremented the refcount
2735          */
2736         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2737
2738         /* ARGH */
2739         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2740
2741         return 0;
2742 }
2743
2744 /*
2745  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
2746  */
2747 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
2748                                          const struct cpumask *new_mask,
2749                                          u32 flags,
2750                                          struct rq *rq,
2751                                          struct rq_flags *rf)
2752         __releases(rq->lock)
2753         __releases(p->pi_lock)
2754 {
2755         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2756         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2757         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
2758         struct cpumask *user_mask = NULL;
2759         unsigned int dest_cpu;
2760         int ret = 0;
2761
2762         update_rq_clock(rq);
2763
2764         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
2765                 /*
2766                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2767                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2768                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2769                  *
2770                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2771                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2772                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2773                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2774                  */
2775                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2776         }
2777
2778         if (!kthread && !cpumask_subset(new_mask, cpu_allowed_mask)) {
2779                 ret = -EINVAL;
2780                 goto out;
2781         }
2782
2783         /*
2784          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2785          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2786          */
2787         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2788                 ret = -EINVAL;
2789                 goto out;
2790         }
2791
2792         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2793                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2794                         goto out;
2795
2796                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2797                                  is_migration_disabled(p) &&
2798                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2799                         ret = -EBUSY;
2800                         goto out;
2801                 }
2802         }
2803
2804         /*
2805          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2806          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2807          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2808          */
2809         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2810         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2811                 ret = -EINVAL;
2812                 goto out;
2813         }
2814
2815         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2816
2817         if (flags & SCA_USER)
2818                 user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
2819
2820         ret = affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, flags);
2821
2822         kfree(user_mask);
2823
2824         return ret;
2825
2826 out:
2827         task_rq_unlock(rq, p, rf);
2828
2829         return ret;
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2834  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2835  * is removed from the allowed bitmask.
2836  *
2837  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2838  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2839  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2840  */
2841 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2842                                   const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2843 {
2844         struct rq_flags rf;
2845         struct rq *rq;
2846
2847         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2848         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, flags, rq, &rf);
2849 }
2850
2851 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2852 {
2853         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2854 }
2855 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2856
2857 /*
2858  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
2859  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask
2860  * and pointing @p->user_cpus_ptr to a copy of the old mask.
2861  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
2862  * -EINVAL.
2863  */
2864 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2865                                      struct cpumask *new_mask,
2866                                      const struct cpumask *subset_mask)
2867 {
2868         struct cpumask *user_mask = NULL;
2869         struct rq_flags rf;
2870         struct rq *rq;
2871         int err;
2872
2873         if (!p->user_cpus_ptr) {
2874                 user_mask = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
2875                 if (!user_mask)
2876                         return -ENOMEM;
2877         }
2878
2879         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2880
2881         /*
2882          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
2883          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
2884          * mask entirely.
2885          */
2886         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
2887                 err = -EPERM;
2888                 goto err_unlock;
2889         }
2890
2891         if (!cpumask_and(new_mask, &p->cpus_mask, subset_mask)) {
2892                 err = -EINVAL;
2893                 goto err_unlock;
2894         }
2895
2896         /*
2897          * We're about to butcher the task affinity, so keep track of what
2898          * the user asked for in case we're able to restore it later on.
2899          */
2900         if (user_mask) {
2901                 cpumask_copy(user_mask, p->cpus_ptr);
2902                 p->user_cpus_ptr = user_mask;
2903         }
2904
2905         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, 0, rq, &rf);
2906
2907 err_unlock:
2908         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2909         kfree(user_mask);
2910         return err;
2911 }
2912
2913 /*
2914  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
2915  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpu_ptr to a copy of the
2916  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
2917  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
2918  */
2919 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
2920 {
2921         cpumask_var_t new_mask;
2922         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2923
2924         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
2925
2926         /*
2927          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
2928          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
2929          * lock to ensure that the migration succeeds.
2930          */
2931         cpus_read_lock();
2932         if (!cpumask_available(new_mask))
2933                 goto out_set_mask;
2934
2935         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
2936                 goto out_free_mask;
2937
2938         /*
2939          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
2940          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
2941          */
2942         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
2943         override_mask = new_mask;
2944
2945 out_set_mask:
2946         if (printk_ratelimit()) {
2947                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
2948                                 task_pid_nr(p), p->comm,
2949                                 cpumask_pr_args(override_mask));
2950         }
2951
2952         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
2953 out_free_mask:
2954         cpus_read_unlock();
2955         free_cpumask_var(new_mask);
2956 }
2957
2958 static int
2959 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask);
2960
2961 /*
2962  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
2963  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr(). This will clear (and free)
2964  * @p->user_cpus_ptr.
2965  *
2966  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
2967  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
2968  */
2969 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
2970 {
2971         struct cpumask *user_mask = p->user_cpus_ptr;
2972         unsigned long flags;
2973
2974         /*
2975          * Try to restore the old affinity mask. If this fails, then
2976          * we free the mask explicitly to avoid it being inherited across
2977          * a subsequent fork().
2978          */
2979         if (!user_mask || !__sched_setaffinity(p, user_mask))
2980                 return;
2981
2982         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2983         user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
2984         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2985
2986         kfree(user_mask);
2987 }
2988
2989 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2990 {
2991 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2992         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
2993
2994         /*
2995          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2996          * ttwu() will sort out the placement.
2997          */
2998         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
2999
3000         /*
3001          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
3002          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
3003          * time relying on p->on_rq.
3004          */
3005         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
3006                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
3007                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
3008
3009 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3010         /*
3011          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
3012          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
3013          *
3014          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3015          * see task_group().
3016          *
3017          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3018          * task_rq_lock().
3019          */
3020         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3021                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3022 #endif
3023         /*
3024          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3025          */
3026         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3027
3028         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3029 #endif
3030
3031         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3032
3033         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3034                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3035                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3036                 p->se.nr_migrations++;
3037                 rseq_migrate(p);
3038                 perf_event_task_migrate(p);
3039         }
3040
3041         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3042 }
3043
3044 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3045 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3046 {
3047         if (task_on_rq_queued(p)) {
3048                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3049                 struct rq_flags srf, drf;
3050
3051                 src_rq = task_rq(p);
3052                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3053
3054                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3055                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3056
3057                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3058                 set_task_cpu(p, cpu);
3059                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3060                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
3061
3062                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3063                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3064
3065         } else {
3066                 /*
3067                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3068                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3069                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3070                  */
3071                 p->wake_cpu = cpu;
3072         }
3073 }
3074
3075 struct migration_swap_arg {
3076         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3077         int src_cpu, dst_cpu;
3078 };
3079
3080 static int migrate_swap_stop(void *data)
3081 {
3082         struct migration_swap_arg *arg = data;
3083         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3084         int ret = -EAGAIN;
3085
3086         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3087                 return -EAGAIN;
3088
3089         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3090         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3091
3092         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
3093                         &arg->dst_task->pi_lock);
3094         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
3095
3096         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3097                 goto unlock;
3098
3099         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3100                 goto unlock;
3101
3102         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3103                 goto unlock;
3104
3105         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3106                 goto unlock;
3107
3108         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3109         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3110
3111         ret = 0;
3112
3113 unlock:
3114         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
3115         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
3116         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
3117
3118         return ret;
3119 }
3120
3121 /*
3122  * Cross migrate two tasks
3123  */
3124 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3125                 int target_cpu, int curr_cpu)
3126 {
3127         struct migration_swap_arg arg;
3128         int ret = -EINVAL;
3129
3130         arg = (struct migration_swap_arg){
3131                 .src_task = cur,
3132                 .src_cpu = curr_cpu,
3133                 .dst_task = p,
3134                 .dst_cpu = target_cpu,
3135         };
3136
3137         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3138                 goto out;
3139
3140         /*
3141          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3142          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3143          */
3144         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3145                 goto out;
3146
3147         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3148                 goto out;
3149
3150         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3151                 goto out;
3152
3153         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3154         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3155
3156 out:
3157         return ret;
3158 }
3159 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3160
3161 /*
3162  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
3163  *
3164  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
3165  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
3166  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
3167  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
3168  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
3169  * @p has remained unscheduled the whole time.
3170  *
3171  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
3172  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
3173  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
3174  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
3175  * waiting to become inactive.
3176  */
3177 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
3178 {
3179         int running, queued;
3180         struct rq_flags rf;
3181         unsigned long ncsw;
3182         struct rq *rq;
3183
3184         for (;;) {
3185                 /*
3186                  * We do the initial early heuristics without holding
3187                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
3188                  * the runqueue lock when things look like they will
3189                  * work out!
3190                  */
3191                 rq = task_rq(p);
3192
3193                 /*
3194                  * If the task is actively running on another CPU
3195                  * still, just relax and busy-wait without holding
3196                  * any locks.
3197                  *
3198                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
3199                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
3200                  * But we don't care, since "task_running()" will
3201                  * return false if the runqueue has changed and p
3202                  * is actually now running somewhere else!
3203                  */
3204                 while (task_running(rq, p)) {
3205                         if (match_state && unlikely(READ_ONCE(p->__state) != match_state))
3206                                 return 0;
3207                         cpu_relax();
3208                 }
3209
3210                 /*
3211                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3212                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3213                  * just go back and repeat.
3214                  */
3215                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3216                 trace_sched_wait_task(p);
3217                 running = task_running(rq, p);
3218                 queued = task_on_rq_queued(p);
3219                 ncsw = 0;
3220                 if (!match_state || READ_ONCE(p->__state) == match_state)
3221                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3222                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3223
3224                 /*
3225                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3226                  */
3227                 if (unlikely(!ncsw))
3228                         break;
3229
3230                 /*
3231                  * Was it really running after all now that we
3232                  * checked with the proper locks actually held?
3233                  *
3234                  * Oops. Go back and try again..
3235                  */
3236                 if (unlikely(running)) {
3237                         cpu_relax();
3238                         continue;
3239                 }
3240
3241                 /*
3242                  * It's not enough that it's not actively running,
3243                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3244                  * preempted!
3245                  *
3246                  * So if it was still runnable (but just not actively
3247                  * running right now), it's preempted, and we should
3248                  * yield - it could be a while.
3249                  */
3250                 if (unlikely(queued)) {
3251                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3252
3253                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3254                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
3255                         continue;
3256                 }
3257
3258                 /*
3259                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3260                  * runnable, which means that it will never become
3261                  * running in the future either. We're all done!
3262                  */
3263                 break;
3264         }
3265
3266         return ncsw;
3267 }
3268
3269 /***
3270  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3271  * @p: the to-be-kicked thread
3272  *
3273  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3274  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3275  *
3276  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3277  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3278  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3279  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3280  * achieved as well.
3281  */
3282 void kick_process(struct task_struct *p)
3283 {
3284         int cpu;
3285
3286         preempt_disable();
3287         cpu = task_cpu(p);
3288         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3289                 smp_send_reschedule(cpu);
3290         preempt_enable();
3291 }
3292 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3293
3294 /*
3295  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3296  *
3297  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3298  *
3299  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3300  *
3301  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3302  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3303  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3304  *    see it.
3305  *
3306  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3307  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3308  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3309  *    off.
3310  *
3311  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3312  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3313  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3314  * to satisfy the above rules.
3315  */
3316 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3317 {
3318         int nid = cpu_to_node(cpu);
3319         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3320         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3321         int dest_cpu;
3322
3323         /*
3324          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3325          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3326          * select the CPU on the other node.
3327          */
3328         if (nid != -1) {
3329                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3330
3331                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3332                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3333                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3334                                 return dest_cpu;
3335                 }
3336         }
3337
3338         for (;;) {
3339                 /* Any allowed, online CPU? */
3340                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3341                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3342                                 continue;
3343
3344                         goto out;
3345                 }
3346
3347                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3348                 switch (state) {
3349                 case cpuset:
3350                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3351                                 state = possible;
3352                                 break;
3353                         }
3354                         fallthrough;
3355                 case possible:
3356                         /*
3357                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3358                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3359                          *
3360                          * More yuck to audit.
3361                          */
3362                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3363                         state = fail;
3364                         break;
3365                 case fail:
3366                         BUG();
3367                         break;
3368                 }
3369         }
3370
3371 out:
3372         if (state != cpuset) {
3373                 /*
3374                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3375                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3376                  * leave kernel.
3377                  */
3378                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3379                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3380                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3381                 }
3382         }
3383
3384         return dest_cpu;
3385 }
3386
3387 /*
3388  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3389  */
3390 static inline
3391 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3392 {
3393         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3394
3395         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3396                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3397         else
3398                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3399
3400         /*
3401          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3402          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3403          * CPU.
3404          *
3405          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3406          *
3407          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3408          *   not worry about this generic constraint ]
3409          */
3410         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3411                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3412
3413         return cpu;
3414 }
3415
3416 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3417 {
3418         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3419         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3420         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3421
3422         if (stop) {
3423                 /*
3424                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3425                  * userspace knows about and won't get confused about.
3426                  *
3427                  * Also, it will make PI more or less work without too
3428                  * much confusion -- but then, stop work should not
3429                  * rely on PI working anyway.
3430                  */
3431                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3432
3433                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3434
3435                 /*
3436                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3437                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3438                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3439                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3440                  * around the current task.
3441                  *
3442                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3443                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3444                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3445                  * own class.
3446                  */
3447                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3448         }
3449
3450         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3451
3452         if (old_stop) {
3453                 /*
3454                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3455                  * it can die in pieces.
3456                  */
3457                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3458         }
3459 }
3460
3461 #else /* CONFIG_SMP */
3462
3463 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3464                                          const struct cpumask *new_mask,
3465                                          u32 flags)
3466 {
3467         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
3468 }
3469
3470 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3471
3472 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3473 {
3474         return false;
3475 }
3476
3477 #endif /* !CONFIG_SMP */
3478
3479 static void
3480 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3481 {
3482         struct rq *rq;
3483
3484         if (!schedstat_enabled())
3485                 return;
3486
3487         rq = this_rq();
3488
3489 #ifdef CONFIG_SMP
3490         if (cpu == rq->cpu) {
3491                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3492                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
3493         } else {
3494                 struct sched_domain *sd;
3495
3496                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
3497                 rcu_read_lock();
3498                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3499                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3500                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3501                                 break;
3502                         }
3503                 }
3504                 rcu_read_unlock();
3505         }
3506
3507         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3508                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
3509 #endif /* CONFIG_SMP */
3510
3511         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3512         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
3513
3514         if (wake_flags & WF_SYNC)
3515                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
3516 }
3517
3518 /*
3519  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3520  */
3521 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3522                            struct rq_flags *rf)
3523 {
3524         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3525         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3526         trace_sched_wakeup(p);
3527
3528 #ifdef CONFIG_SMP
3529         if (p->sched_class->task_woken) {
3530                 /*
3531                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3532                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3533                  */
3534                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3535                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3536                 rq_repin_lock(rq, rf);
3537         }
3538
3539         if (rq->idle_stamp) {
3540                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3541                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3542
3543                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3544
3545                 if (rq->avg_idle > max)
3546                         rq->avg_idle = max;
3547
3548                 rq->wake_stamp = jiffies;
3549                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3550
3551                 rq->idle_stamp = 0;
3552         }
3553 #endif
3554 }
3555
3556 static void
3557 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3558                  struct rq_flags *rf)
3559 {
3560         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3561
3562         lockdep_assert_rq_held(rq);
3563
3564         if (p->sched_contributes_to_load)
3565                 rq->nr_uninterruptible--;
3566
3567 #ifdef CONFIG_SMP
3568         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3569                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3570         else
3571 #endif
3572         if (p->in_iowait) {
3573                 delayacct_blkio_end(p);
3574                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3575         }
3576
3577         activate_task(rq, p, en_flags);
3578         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3579 }
3580
3581 /*
3582  * Consider @p being inside a wait loop:
3583  *
3584  *   for (;;) {
3585  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3586  *
3587  *      if (CONDITION)
3588  *         break;
3589  *
3590  *      schedule();
3591  *   }
3592  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3593  *
3594  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3595  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3596  * an atomic manner.
3597  *
3598  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3599  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3600  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3601  * need to do a full wakeup with enqueue.
3602  *
3603  * Returns: %true when the wakeup is done,
3604  *          %false otherwise.
3605  */
3606 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3607 {
3608         struct rq_flags rf;
3609         struct rq *rq;
3610         int ret = 0;
3611
3612         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3613         if (task_on_rq_queued(p)) {
3614                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3615                 update_rq_clock(rq);
3616                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3617                 ret = 1;
3618         }
3619         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3620
3621         return ret;
3622 }
3623
3624 #ifdef CONFIG_SMP
3625 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3626 {
3627         struct llist_node *llist = arg;
3628         struct rq *rq = this_rq();
3629         struct task_struct *p, *t;
3630         struct rq_flags rf;
3631
3632         if (!llist)
3633                 return;
3634
3635         /*
3636          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3637          * Races such that false-negatives are possible, since they
3638          * are shorter lived that false-positives would be.
3639          */
3640         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3641
3642         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3643         update_rq_clock(rq);
3644
3645         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3646                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3647                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3648
3649                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3650                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3651
3652                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3653         }
3654
3655         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3656 }
3657
3658 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3659 {
3660         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3661
3662         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3663                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3664         else
3665                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3666 }
3667
3668 /*
3669  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3670  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3671  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3672  * of the wakeup instead of the waker.
3673  */
3674 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3675 {
3676         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3677
3678         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3679
3680         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3681         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3682 }
3683
3684 void wake_up_if_idle(int cpu)
3685 {
3686         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3687         struct rq_flags rf;
3688
3689         rcu_read_lock();
3690
3691         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3692                 goto out;
3693
3694         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
3695                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3696         } else {
3697                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3698                 if (is_idle_task(rq->curr))
3699                         smp_send_reschedule(cpu);
3700                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3701                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3702         }
3703
3704 out:
3705         rcu_read_unlock();
3706 }
3707
3708 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3709 {
3710         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3711 }
3712
3713 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
3714 {
3715         /*
3716          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3717          * in hotplug state.
3718          */
3719         if (!cpu_active(cpu))
3720                 return false;
3721
3722         /*
3723          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3724          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3725          */
3726         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3727                 return true;
3728
3729         /*
3730          * If the task is descheduling and the only running task on the
3731          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
3732          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
3733          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
3734          */
3735         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
3736                 return true;
3737
3738         return false;
3739 }
3740
3741 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3742 {
3743         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
3744                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
3745                         return false;
3746
3747                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3748                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3749                 return true;
3750         }
3751
3752         return false;
3753 }
3754
3755 #else /* !CONFIG_SMP */
3756
3757 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3758 {
3759         return false;
3760 }
3761
3762 #endif /* CONFIG_SMP */
3763
3764 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3765 {
3766         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3767         struct rq_flags rf;
3768
3769         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3770                 return;
3771
3772         rq_lock(rq, &rf);
3773         update_rq_clock(rq);
3774         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3775         rq_unlock(rq, &rf);
3776 }
3777
3778 /*
3779  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3780  *
3781  *  MIGRATION
3782  *
3783  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3784  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3785  * execution on its new CPU [c1].
3786  *
3787  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3788  *
3789  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3790  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3791  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3792  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3793  *
3794  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3795  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3796  *
3797  * Example:
3798  *
3799  *   CPU0            CPU1            CPU2
3800  *
3801  *   LOCK rq(0)->lock
3802  *   sched-out X
3803  *   sched-in Y
3804  *   UNLOCK rq(0)->lock
3805  *
3806  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3807  *                                   dequeue X
3808  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3809  *
3810  *                                   LOCK rq(1)->lock
3811  *                                   enqueue X
3812  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3813  *
3814  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3815  *                   sched-out Z
3816  *                   sched-in X
3817  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3818  *
3819  *
3820  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3821  *
3822  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3823  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3824  * chain to provide order. Instead we do:
3825  *
3826  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3827  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3828  *
3829  * Example:
3830  *
3831  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3832  *
3833  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3834  *   dequeue X
3835  *   sched-out X
3836  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3837  *
3838  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3839  *                    X->state = WAKING
3840  *                    set_task_cpu(X,2)
3841  *
3842  *                    LOCK rq(2)->lock
3843  *                    enqueue X
3844  *                    X->state = RUNNING
3845  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3846  *
3847  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3848  *                                          sched-out Z
3849  *                                          sched-in X
3850  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
3851  *
3852  *                    UNLOCK X->pi_lock
3853  *   UNLOCK rq(0)->lock
3854  *
3855  *
3856  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
3857  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
3858  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
3859  */
3860
3861 /**
3862  * try_to_wake_up - wake up a thread
3863  * @p: the thread to be awakened
3864  * @state: the mask of task states that can be woken
3865  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
3866  *
3867  * Conceptually does:
3868  *
3869  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
3870  *
3871  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
3872  *
3873  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
3874  *
3875  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
3876  * with set_current_state().
3877  *
3878  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
3879  *
3880  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
3881  *  - p->sched_class
3882  *  - p->cpus_ptr
3883  *  - p->sched_task_group
3884  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
3885  *
3886  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
3887  * Takes rq->lock in:
3888  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
3889  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
3890  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
3891  *
3892  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
3893  * many memory barriers and their comments for details.
3894  *
3895  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
3896  *         %false otherwise.
3897  */
3898 static int
3899 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
3900 {
3901         unsigned long flags;
3902         int cpu, success = 0;
3903
3904         preempt_disable();
3905         if (p == current) {
3906                 /*
3907                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
3908                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
3909                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
3910                  * without taking any locks.
3911                  *
3912                  * In particular:
3913                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
3914                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
3915                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
3916                  */
3917                 if (!(READ_ONCE(p->__state) & state))
3918                         goto out;
3919
3920                 success = 1;
3921                 trace_sched_waking(p);
3922                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3923                 trace_sched_wakeup(p);
3924                 goto out;
3925         }
3926
3927         /*
3928          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
3929          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
3930          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
3931          * in set_current_state() that the waiting thread does.
3932          */
3933         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3934         smp_mb__after_spinlock();
3935         if (!(READ_ONCE(p->__state) & state))
3936                 goto unlock;
3937
3938         trace_sched_waking(p);
3939
3940         /* We're going to change ->state: */
3941         success = 1;
3942
3943         /*
3944          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
3945          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
3946          * in smp_cond_load_acquire() below.
3947          *
3948          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
3949          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
3950          *   UNLOCK rq->lock
3951          *
3952          * __schedule() (switch to task 'p')
3953          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3954          *   smp_mb__after_spinlock();
3955          *   UNLOCK rq->lock
3956          *
3957          * [task p]
3958          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
3959          *
3960          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3961          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3962          *
3963          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
3964          */
3965         smp_rmb();
3966         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
3967                 goto unlock;
3968
3969 #ifdef CONFIG_SMP
3970         /*
3971          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
3972          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
3973          *
3974          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
3975          * from the runqueue.
3976          *
3977          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
3978          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
3979          *   UNLOCK rq->lock
3980          *
3981          * __schedule() (put 'p' to sleep)
3982          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3983          *   smp_mb__after_spinlock();
3984          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
3985          *
3986          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3987          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3988          *
3989          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
3990          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
3991          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
3992          */
3993         smp_acquire__after_ctrl_dep();
3994
3995         /*
3996          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
3997          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
3998          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
3999          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
4000          */
4001         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
4002
4003         /*
4004          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4005          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
4006          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
4007          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
4008          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
4009          *
4010          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
4011          *
4012          * set_task_cpu(p, cpu);
4013          *   STORE p->cpu = @cpu
4014          * __schedule() (switch to task 'p')
4015          *   LOCK rq->lock
4016          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4017          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4018          *
4019          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4020          * scheduling.
4021          */
4022         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4023             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
4024                 goto unlock;
4025
4026         /*
4027          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4028          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4029          *
4030          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4031          *
4032          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4033          * their previous state and preserve Program Order.
4034          */
4035         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4036
4037         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4038         if (task_cpu(p) != cpu) {
4039                 if (p->in_iowait) {
4040                         delayacct_blkio_end(p);
4041                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4042                 }
4043
4044                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
4045                 psi_ttwu_dequeue(p);
4046                 set_task_cpu(p, cpu);
4047         }
4048 #else
4049         cpu = task_cpu(p);
4050 #endif /* CONFIG_SMP */
4051
4052         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4053 unlock:
4054         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4055 out:
4056         if (success)
4057                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4058         preempt_enable();
4059
4060         return success;
4061 }
4062
4063 /**
4064  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
4065  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4066  * @func: Function to invoke.
4067  * @arg: Argument to function.
4068  *
4069  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
4070  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
4071  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
4072  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
4073  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
4074  * lightweight.
4075  *
4076  * Returns:
4077  *      @false if the task slipped out from under the locks.
4078  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
4079  *              However, @func can override this by returning @false.
4080  */
4081 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
4082 {
4083         struct rq_flags rf;
4084         bool ret = false;
4085         struct rq *rq;
4086
4087         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4088         if (p->on_rq) {
4089                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4090                 if (task_rq(p) == rq)
4091                         ret = func(p, arg);
4092                 rq_unlock(rq, &rf);
4093         } else {
4094                 switch (READ_ONCE(p->__state)) {
4095                 case TASK_RUNNING:
4096                 case TASK_WAKING:
4097                         break;
4098                 default:
4099                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
4100                         if (!p->on_rq)
4101                                 ret = func(p, arg);
4102                 }
4103         }
4104         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4105         return ret;
4106 }
4107
4108 /**
4109  * wake_up_process - Wake up a specific process
4110  * @p: The process to be woken up.
4111  *
4112  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4113  * processes.
4114  *
4115  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4116  *
4117  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4118  */
4119 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4120 {
4121         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4122 }
4123 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4124
4125 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4126 {
4127         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4128 }
4129
4130 /*
4131  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4132  * p is forked by current.
4133  *
4134  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4135  */
4136 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4137 {
4138         p->on_rq                        = 0;
4139
4140         p->se.on_rq                     = 0;
4141         p->se.exec_start                = 0;
4142         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4143         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4144         p->se.nr_migrations             = 0;
4145         p->se.vruntime                  = 0;
4146         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4147
4148 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4149         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4150 #endif
4151
4152 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4153         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4154         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
4155 #endif
4156
4157         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4158         init_dl_task_timer(&p->dl);
4159         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4160         __dl_clear_params(p);
4161
4162         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4163         p->rt.timeout           = 0;
4164         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4165         p->rt.on_rq             = 0;
4166         p->rt.on_list           = 0;
4167
4168 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4169         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4170 #endif
4171
4172 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4173         p->capture_control = NULL;
4174 #endif
4175         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4176 #ifdef CONFIG_SMP
4177         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4178         p->migration_pending = NULL;
4179 #endif
4180 }
4181
4182 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4183
4184 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4185
4186 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4187 {
4188         if (enabled)
4189                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4190         else
4191                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4192 }
4193
4194 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4195 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4196                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4197 {
4198         struct ctl_table t;
4199         int err;
4200         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
4201
4202         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4203                 return -EPERM;
4204
4205         t = *table;
4206         t.data = &state;
4207         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4208         if (err < 0)
4209                 return err;
4210         if (write)
4211                 set_numabalancing_state(state);
4212         return err;
4213 }
4214 #endif
4215 #endif
4216
4217 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4218
4219 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4220
4221 static void set_schedstats(bool enabled)
4222 {
4223         if (enabled)
4224                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4225         else
4226                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4227 }
4228
4229 void force_schedstat_enabled(void)
4230 {
4231         if (!schedstat_enabled()) {
4232                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4233                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4234         }
4235 }
4236
4237 static int __init setup_schedstats(char *str)
4238 {
4239         int ret = 0;
4240         if (!str)
4241                 goto out;
4242
4243         if (!strcmp(str, "enable")) {
4244                 set_schedstats(true);
4245                 ret = 1;
4246         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4247                 set_schedstats(false);
4248                 ret = 1;
4249         }
4250 out:
4251         if (!ret)
4252                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4253
4254         return ret;
4255 }
4256 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4257
4258 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4259 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4260                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4261 {
4262         struct ctl_table t;
4263         int err;
4264         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4265
4266         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4267                 return -EPERM;
4268
4269         t = *table;
4270         t.data = &state;
4271         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4272         if (err < 0)
4273                 return err;
4274         if (write)
4275                 set_schedstats(state);
4276         return err;
4277 }
4278 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4279 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4280
4281 /*
4282  * fork()/clone()-time setup:
4283  */
4284 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4285 {
4286         unsigned long flags;
4287
4288         __sched_fork(clone_flags, p);
4289         /*
4290          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4291          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4292          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4293          */
4294         p->__state = TASK_NEW;
4295
4296         /*
4297          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4298          */
4299         p->prio = current->normal_prio;
4300
4301         uclamp_fork(p);
4302
4303         /*
4304          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4305          */
4306         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4307                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4308                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4309                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4310                         p->rt_priority = 0;
4311                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4312                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4313
4314                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4315                 set_load_weight(p, false);
4316
4317                 /*
4318                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4319                  * fulfilled its duty:
4320                  */
4321                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4322         }
4323
4324         if (dl_prio(p->prio))
4325                 return -EAGAIN;
4326         else if (rt_prio(p->prio))
4327                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4328         else
4329                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4330
4331         init_entity_runnable_average(&p->se);
4332
4333         /*
4334          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
4335          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
4336          * is ran before sched_fork().
4337          *
4338          * Silence PROVE_RCU.
4339          */
4340         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4341         rseq_migrate(p);
4342         /*
4343          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4344          * so use __set_task_cpu().
4345          */
4346         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4347         if (p->sched_class->task_fork)
4348                 p->sched_class->task_fork(p);
4349         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4350
4351 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4352         if (likely(sched_info_on()))
4353                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4354 #endif
4355 #if defined(CONFIG_SMP)
4356         p->on_cpu = 0;
4357 #endif
4358         init_task_preempt_count(p);
4359 #ifdef CONFIG_SMP
4360         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4361         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4362 #endif
4363         return 0;
4364 }
4365
4366 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4367 {
4368         uclamp_post_fork(p);
4369 }
4370
4371 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4372 {
4373         if (runtime == RUNTIME_INF)
4374                 return BW_UNIT;
4375
4376         /*
4377          * Doing this here saves a lot of checks in all
4378          * the calling paths, and returning zero seems
4379          * safe for them anyway.
4380          */
4381         if (period == 0)
4382                 return 0;
4383
4384         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4385 }
4386
4387 /*
4388  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4389  *
4390  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4391  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4392  * on the runqueue and wakes it.
4393  */
4394 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4395 {
4396         struct rq_flags rf;
4397         struct rq *rq;
4398
4399         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4400         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4401 #ifdef CONFIG_SMP
4402         /*
4403          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4404          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4405          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4406          *
4407          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4408          * as we're not fully set-up yet.
4409          */
4410         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4411         rseq_migrate(p);
4412         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4413 #endif
4414         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4415         update_rq_clock(rq);
4416         post_init_entity_util_avg(p);
4417
4418         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4419         trace_sched_wakeup_new(p);
4420         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4421 #ifdef CONFIG_SMP
4422         if (p->sched_class->task_woken) {
4423                 /*
4424                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4425                  * drop it.
4426                  */
4427                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4428                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4429                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4430         }
4431 #endif
4432         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4433 }
4434
4435 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4436
4437 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4438
4439 void preempt_notifier_inc(void)
4440 {
4441         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4442 }
4443 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4444
4445 void preempt_notifier_dec(void)
4446 {
4447         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4448 }
4449 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4450
4451 /**
4452  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4453  * @notifier: notifier struct to register
4454  */
4455 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4456 {
4457         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4458                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4459
4460         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4461 }
4462 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4463
4464 /**
4465  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4466  * @notifier: notifier struct to unregister
4467  *
4468  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4469  */
4470 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4471 {
4472         hlist_del(&notifier->link);
4473 }
4474 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4475
4476 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4477 {
4478         struct preempt_notifier *notifier;
4479
4480         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4481                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4482 }
4483
4484 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4485 {
4486         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4487                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4488 }
4489
4490 static void
4491 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4492                                    struct task_struct *next)
4493 {
4494         struct preempt_notifier *notifier;
4495
4496         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4497                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4498 }
4499
4500 static __always_inline void
4501 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4502                                  struct task_struct *next)
4503 {
4504         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4505                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4506 }
4507
4508 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4509
4510 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4511 {
4512 }
4513
4514 static inline void
4515 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4516                                  struct task_struct *next)
4517 {
4518 }
4519
4520 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4521
4522 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4523 {
4524 #ifdef CONFIG_SMP
4525         /*
4526          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4527          * such that any running task will have this set.
4528          *
4529          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
4530          */
4531         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4532 #endif
4533 }
4534
4535 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4536 {
4537 #ifdef CONFIG_SMP
4538         /*
4539          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4540          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4541          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4542          * finished.
4543          *
4544          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4545          * happen before this.
4546          *
4547          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4548          */
4549         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4550 #endif
4551 }
4552
4553 #ifdef CONFIG_SMP
4554
4555 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4556 {
4557         void (*func)(struct rq *rq);
4558         struct callback_head *next;
4559
4560         lockdep_assert_rq_held(rq);
4561
4562         while (head) {
4563                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4564                 next = head->next;
4565                 head->next = NULL;
4566                 head = next;
4567
4568                 func(rq);
4569         }
4570 }
4571
4572 static void balance_push(struct rq *rq);
4573
4574 struct callback_head balance_push_callback = {
4575         .next = NULL,
4576         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4577 };
4578
4579 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4580 {
4581         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4582
4583         lockdep_assert_rq_held(rq);
4584         if (head)
4585                 rq->balance_callback = NULL;
4586
4587         return head;
4588 }
4589
4590 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4591 {
4592         do_balance_callbacks(rq, splice_balance_callbacks(rq));
4593 }
4594
4595 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4596 {
4597         unsigned long flags;
4598
4599         if (unlikely(head)) {
4600                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4601                 do_balance_callbacks(rq, head);
4602                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4603         }
4604 }
4605
4606 #else
4607
4608 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4609 {
4610 }
4611
4612 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4613 {
4614         return NULL;
4615 }
4616
4617 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4618 {
4619 }
4620
4621 #endif
4622
4623 static inline void
4624 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4625 {
4626         /*
4627          * Since the runqueue lock will be released by the next
4628          * task (which is an invalid locking op but in the case
4629          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4630          * do an early lockdep release here:
4631          */
4632         rq_unpin_lock(rq, rf);
4633         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4634 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4635         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4636         rq_lockp(rq)->owner = next;
4637 #endif
4638 }
4639
4640 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4641 {
4642         /*
4643          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4644          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4645          * prev into current:
4646          */
4647         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4648         __balance_callbacks(rq);
4649         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
4650 }
4651
4652 /*
4653  * NOP if the arch has not defined these:
4654  */
4655
4656 #ifndef prepare_arch_switch
4657 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4658 #endif
4659
4660 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4661 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4662 #endif
4663
4664 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4665 {
4666 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4667         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4668                 __kmap_local_sched_out();
4669 #endif
4670 }
4671
4672 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4673 {
4674 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4675         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4676                 __kmap_local_sched_in();
4677 #endif
4678 }
4679
4680 /**
4681  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4682  * @rq: the runqueue preparing to switch
4683  * @prev: the current task that is being switched out
4684  * @next: the task we are going to switch to.
4685  *
4686  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4687  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4688  * switch.
4689  *
4690  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4691  * hooks.
4692  */
4693 static inline void
4694 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4695                     struct task_struct *next)
4696 {
4697         kcov_prepare_switch(prev);
4698         sched_info_switch(rq, prev, next);
4699         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4700         rseq_preempt(prev);
4701         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4702         kmap_local_sched_out();
4703         prepare_task(next);
4704         prepare_arch_switch(next);
4705 }
4706
4707 /**
4708  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
4709  * @prev: the thread we just switched away from.
4710  *
4711  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
4712  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
4713  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
4714  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
4715  *
4716  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
4717  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
4718  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
4719  * details.)
4720  *
4721  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
4722  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
4723  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
4724  * because prev may have moved to another CPU.
4725  */
4726 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
4727         __releases(rq->lock)
4728 {
4729         struct rq *rq = this_rq();
4730         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
4731         long prev_state;
4732
4733         /*
4734          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
4735          * because it left us after:
4736          *
4737          *      schedule()
4738          *        preempt_disable();                    // 1
4739          *        __schedule()
4740          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
4741          *
4742          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
4743          */
4744         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
4745                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
4746                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
4747                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
4748
4749         rq->prev_mm = NULL;
4750
4751         /*
4752          * A task struct has one reference for the use as "current".
4753          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
4754          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
4755          * the scheduled task must drop that reference.
4756          *
4757          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
4758          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
4759          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
4760          * transition, resulting in a double drop.
4761          */
4762         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
4763         vtime_task_switch(prev);
4764         perf_event_task_sched_in(prev, current);
4765         finish_task(prev);
4766         tick_nohz_task_switch();
4767         finish_lock_switch(rq);
4768         finish_arch_post_lock_switch();
4769         kcov_finish_switch(current);
4770         /*
4771          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
4772          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
4773          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
4774          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
4775          * disabled either.
4776          */
4777         kmap_local_sched_in();
4778
4779         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
4780         /*
4781          * When switching through a kernel thread, the loop in
4782          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
4783          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
4784          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
4785          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
4786          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
4787          *
4788          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
4789          *   provided by mmdrop(),
4790          * - a sync_core for SYNC_CORE.
4791          */
4792         if (mm) {
4793                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
4794                 mmdrop(mm);
4795         }
4796         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
4797                 if (prev->sched_class->task_dead)
4798                         prev->sched_class->task_dead(prev);
4799
4800                 /*
4801                  * Remove function-return probe instances associated with this
4802                  * task and put them back on the free list.
4803                  */
4804                 kprobe_flush_task(prev);
4805
4806                 /* Task is done with its stack. */
4807                 put_task_stack(prev);
4808
4809                 put_task_struct_rcu_user(prev);
4810         }
4811
4812         return rq;
4813 }
4814
4815 /**
4816  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
4817  * @prev: the thread we just switched away from.
4818  */
4819 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
4820         __releases(rq->lock)
4821 {
4822         /*
4823          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
4824          * finish_task_switch() for details.
4825          *
4826          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
4827          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
4828          * PREEMPT_COUNT kernels).
4829          */
4830
4831         finish_task_switch(prev);
4832         preempt_enable();
4833
4834         if (current->set_child_tid)
4835                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
4836
4837         calculate_sigpending();
4838 }
4839
4840 /*
4841  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
4842  */
4843 static __always_inline struct rq *
4844 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4845                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4846 {
4847         prepare_task_switch(rq, prev, next);
4848
4849         /*
4850          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
4851          * combine the page table reload and the switch backend into
4852          * one hypercall.
4853          */
4854         arch_start_context_switch(prev);
4855
4856         /*
4857          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
4858          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
4859          *
4860          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
4861          *   user ->   user   switch
4862          */
4863         if (!next->mm) {                                // to kernel
4864                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
4865
4866                 next->active_mm = prev->active_mm;
4867                 if (prev->mm)                           // from user
4868                         mmgrab(prev->active_mm);
4869                 else
4870                         prev->active_mm = NULL;
4871         } else {                                        // to user
4872                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
4873                 /*
4874                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
4875                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
4876                  *
4877                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
4878                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
4879                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
4880                  */
4881                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
4882
4883                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
4884                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
4885                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
4886                         prev->active_mm = NULL;
4887                 }
4888         }
4889
4890         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4891
4892         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
4893
4894         /* Here we just switch the register state and the stack. */
4895         switch_to(prev, next, prev);
4896         barrier();
4897
4898         return finish_task_switch(prev);
4899 }
4900
4901 /*
4902  * nr_running and nr_context_switches:
4903  *
4904  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
4905  * threads, total number of context switches performed since bootup.
4906  */
4907 unsigned int nr_running(void)
4908 {
4909         unsigned int i, sum = 0;
4910
4911         for_each_online_cpu(i)
4912                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
4913
4914         return sum;
4915 }
4916
4917 /*
4918  * Check if only the current task is running on the CPU.
4919  *
4920  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
4921  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
4922  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
4923  *
4924  * - from a non-preemptible section (of course)
4925  *
4926  * - from a thread that is bound to a single CPU
4927  *
4928  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
4929  */
4930 bool single_task_running(void)
4931 {
4932         return raw_rq()->nr_running == 1;
4933 }
4934 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
4935
4936 unsigned long long nr_context_switches(void)
4937 {
4938         int i;
4939         unsigned long long sum = 0;
4940
4941         for_each_possible_cpu(i)
4942                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
4943
4944         return sum;
4945 }
4946
4947 /*
4948  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
4949  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
4950  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
4951  * it does become runnable.
4952  */
4953
4954 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
4955 {
4956         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
4957 }
4958
4959 /*
4960  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
4961  *
4962  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
4963  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
4964  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
4965  *
4966  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
4967  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
4968  * running and we'd not be idle.
4969  *
4970  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
4971  * is broken.
4972  *
4973  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
4974  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
4975  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
4976  * utilising both CPUs.
4977  *
4978  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
4979  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
4980  *
4981  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
4982  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
4983  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
4984  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
4985  *
4986  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
4987  */
4988
4989 unsigned int nr_iowait(void)
4990 {
4991         unsigned int i, sum = 0;
4992
4993         for_each_possible_cpu(i)
4994                 sum += nr_iowait_cpu(i);
4995
4996         return sum;
4997 }
4998
4999 #ifdef CONFIG_SMP
5000
5001 /*
5002  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
5003  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
5004  */
5005 void sched_exec(void)
5006 {
5007         struct task_struct *p = current;
5008         unsigned long flags;
5009         int dest_cpu;
5010
5011         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5012         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
5013         if (dest_cpu == smp_processor_id())
5014                 goto unlock;
5015
5016         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
5017                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5018
5019                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5020                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5021                 return;
5022         }
5023 unlock:
5024         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5025 }
5026
5027 #endif
5028
5029 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5030 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5031
5032 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5033 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5034
5035 /*
5036  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5037  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5038  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5039  * Prefetching this data results in improved performance.
5040  */
5041 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5042 {
5043 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5044         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5045 #else
5046         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5047 #endif
5048         prefetch(curr);
5049         prefetch(&curr->exec_start);
5050 }
5051
5052 /*
5053  * Return accounted runtime for the task.
5054  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5055  * pending runtime that have not been accounted yet.
5056  */
5057 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5058 {
5059         struct rq_flags rf;
5060         struct rq *rq;
5061         u64 ns;
5062
5063 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5064         /*
5065          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5066          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5067          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5068          *
5069          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5070          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5071          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5072          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5073          * been accounted, so we're correct here as well.
5074          */
5075         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5076                 return p->se.sum_exec_runtime;
5077 #endif
5078
5079         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5080         /*
5081          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5082          * project cycles that may never be accounted to this
5083          * thread, breaking clock_gettime().
5084          */
5085         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5086                 prefetch_curr_exec_start(p);
5087                 update_rq_clock(rq);
5088                 p->sched_class->update_curr(rq);
5089         }
5090         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5091         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5092
5093         return ns;
5094 }
5095
5096 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5097 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5098 {
5099         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5100         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5101         static bool warned_once;
5102
5103         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5104                 return 0;
5105
5106         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5107                 return 0;
5108
5109         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5110                 return 0;
5111
5112         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5113                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5114                 rq->ticks_without_resched = 0;
5115                 return 0;
5116         }
5117
5118         rq->ticks_without_resched++;
5119         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5120         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5121                 return 0;
5122
5123         warned_once = true;
5124
5125         return resched_latency;
5126 }
5127
5128 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5129 {
5130         long val;
5131
5132         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5133                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5134                 return 1;
5135         }
5136
5137         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5138         return 1;
5139 }
5140 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5141 #else
5142 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5143 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5144
5145 /*
5146  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5147  * We call it with interrupts disabled.
5148  */
5149 void scheduler_tick(void)
5150 {
5151         int cpu = smp_processor_id();
5152         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5153         struct task_struct *curr = rq->curr;
5154         struct rq_flags rf;
5155         unsigned long thermal_pressure;
5156         u64 resched_latency;
5157
5158         arch_scale_freq_tick();
5159         sched_clock_tick();
5160
5161         rq_lock(rq, &rf);
5162
5163         update_rq_clock(rq);
5164         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5165         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5166         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5167         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5168                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5169         calc_global_load_tick(rq);
5170
5171         rq_unlock(rq, &rf);
5172
5173         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5174                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5175
5176         perf_event_task_tick();
5177
5178 #ifdef CONFIG_SMP
5179         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5180         trigger_load_balance(rq);
5181 #endif
5182 }
5183
5184 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5185
5186 struct tick_work {
5187         int                     cpu;
5188         atomic_t                state;
5189         struct delayed_work     work;
5190 };
5191 /* Values for ->state, see diagram below. */
5192 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5193 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5194 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5195
5196 /*
5197  * State diagram for ->state:
5198  *
5199  *
5200  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5201  *                    |   ^
5202  *                    |   |
5203  *                    |   | sched_tick_remote()
5204  *                    |   |
5205  *                    |   |
5206  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5207  *                    |   ^
5208  *                    |   |
5209  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5210  *                    |   |
5211  *                    V   |
5212  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5213  *
5214  *
5215  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5216  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5217  */
5218
5219 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5220
5221 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5222 {
5223         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5224         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5225         int cpu = twork->cpu;
5226         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5227         struct task_struct *curr;
5228         struct rq_flags rf;
5229         u64 delta;
5230         int os;
5231
5232         /*
5233          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5234          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5235          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5236          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5237          * of when exactly it is running.
5238          */
5239         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5240                 goto out_requeue;
5241
5242         rq_lock_irq(rq, &rf);
5243         curr = rq->curr;
5244         if (cpu_is_offline(cpu))
5245                 goto out_unlock;
5246
5247         update_rq_clock(rq);
5248
5249         if (!is_idle_task(curr)) {
5250                 /*
5251                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5252                  * amount of time.
5253                  */
5254                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5255                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5256         }
5257         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5258
5259         calc_load_nohz_remote(rq);
5260 out_unlock:
5261         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5262 out_requeue:
5263
5264         /*
5265          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5266          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5267          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5268          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5269          */
5270         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5271         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5272         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5273                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5274 }
5275
5276 static void sched_tick_start(int cpu)
5277 {
5278         int os;
5279         struct tick_work *twork;
5280
5281         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5282                 return;
5283
5284         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5285
5286         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5287         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5288         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5289         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5290                 twork->cpu = cpu;
5291                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5292                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5293         }
5294 }
5295
5296 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5297 static void sched_tick_stop(int cpu)
5298 {
5299         struct tick_work *twork;
5300         int os;
5301
5302         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5303                 return;
5304
5305         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5306
5307         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5308         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5309         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5310         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5311         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5312 }
5313 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5314
5315 int __init sched_tick_offload_init(void)
5316 {
5317         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5318         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5319         return 0;
5320 }
5321
5322 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5323 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5324 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5325 #endif
5326
5327 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5328                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5329 /*
5330  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5331  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5332  */
5333 static inline void preempt_latency_start(int val)
5334 {
5335         if (preempt_count() == val) {
5336                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5337 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5338                 current->preempt_disable_ip = ip;
5339 #endif
5340                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5341         }
5342 }
5343
5344 void preempt_count_add(int val)
5345 {
5346 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5347         /*
5348          * Underflow?
5349          */
5350         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5351                 return;
5352 #endif
5353         __preempt_count_add(val);
5354 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5355         /*
5356          * Spinlock count overflowing soon?
5357          */
5358         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5359                                 PREEMPT_MASK - 10);
5360 #endif
5361         preempt_latency_start(val);
5362 }
5363 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5364 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5365
5366 /*
5367  * If the value passed in equals to the current preempt count
5368  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5369  */
5370 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5371 {
5372         if (preempt_count() == val)
5373                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5374 }
5375
5376 void preempt_count_sub(int val)
5377 {
5378 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5379         /*
5380          * Underflow?
5381          */
5382         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5383                 return;
5384         /*
5385          * Is the spinlock portion underflowing?
5386          */
5387         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5388                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5389                 return;
5390 #endif
5391
5392         preempt_latency_stop(val);
5393         __preempt_count_sub(val);
5394 }
5395 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5396 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5397
5398 #else
5399 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5400 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5401 #endif
5402
5403 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5404 {
5405 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5406         return p->preempt_disable_ip;
5407 #else
5408         return 0;
5409 #endif
5410 }
5411
5412 /*
5413  * Print scheduling while atomic bug:
5414  */
5415 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5416 {
5417         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5418         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5419
5420         if (oops_in_progress)
5421                 return;
5422
5423         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5424                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5425
5426         debug_show_held_locks(prev);
5427         print_modules();
5428         if (irqs_disabled())
5429                 print_irqtrace_events(prev);
5430         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5431             && in_atomic_preempt_off()) {
5432                 pr_err("Preemption disabled at:");
5433                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5434         }
5435         if (panic_on_warn)
5436                 panic("scheduling while atomic\n");
5437
5438         dump_stack();
5439         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5440 }
5441
5442 /*
5443  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5444  */
5445 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5446 {
5447 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5448         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5449                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5450
5451         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5452                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5453 #endif
5454
5455 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5456         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5457                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5458                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5459                 dump_stack();
5460                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5461         }
5462 #endif
5463
5464         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5465                 __schedule_bug(prev);
5466                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5467         }
5468         rcu_sleep_check();
5469         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5470
5471         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5472
5473         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5474 }
5475
5476 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5477                                   struct rq_flags *rf)
5478 {
5479 #ifdef CONFIG_SMP
5480         const struct sched_class *class;
5481         /*
5482          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5483          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5484          * state as before we took rq->lock.
5485          *
5486          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5487          * a runnable task of @class priority or higher.
5488          */
5489         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5490                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5491                         break;
5492         }
5493 #endif
5494
5495         put_prev_task(rq, prev);
5496 }
5497
5498 /*
5499  * Pick up the highest-prio task:
5500  */
5501 static inline struct task_struct *
5502 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5503 {
5504         const struct sched_class *class;
5505         struct task_struct *p;
5506
5507         /*
5508          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5509          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5510          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5511          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5512          */
5513         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
5514                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5515
5516                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5517                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5518                         goto restart;
5519
5520                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5521                 if (!p) {
5522                         put_prev_task(rq, prev);
5523                         p = pick_next_task_idle(rq);
5524                 }
5525
5526                 return p;
5527         }
5528
5529 restart:
5530         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5531
5532         for_each_class(class) {
5533                 p = class->pick_next_task(rq);
5534                 if (p)
5535                         return p;
5536         }
5537
5538         /* The idle class should always have a runnable task: */
5539         BUG();
5540 }
5541
5542 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5543 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5544 {
5545         return (task_rq(t)->idle == t);
5546 }
5547
5548 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5549 {
5550         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5551 }
5552
5553 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5554 {
5555         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5556                 return true;
5557
5558         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5559 }
5560
5561 // XXX fairness/fwd progress conditions
5562 /*
5563  * Returns
5564  * - NULL if there is no runnable task for this class.
5565  * - the highest priority task for this runqueue if it matches
5566  *   rq->core->core_cookie or its priority is greater than max.
5567  * - Else returns idle_task.
5568  */
5569 static struct task_struct *
5570 pick_task(struct rq *rq, const struct sched_class *class, struct task_struct *max, bool in_fi)
5571 {
5572         struct task_struct *class_pick, *cookie_pick;
5573         unsigned long cookie = rq->core->core_cookie;
5574
5575         class_pick = class->pick_task(rq);
5576         if (!class_pick)
5577                 return NULL;
5578
5579         if (!cookie) {
5580                 /*
5581                  * If class_pick is tagged, return it only if it has
5582                  * higher priority than max.
5583                  */
5584                 if (max && class_pick->core_cookie &&
5585                     prio_less(class_pick, max, in_fi))
5586                         return idle_sched_class.pick_task(rq);
5587
5588                 return class_pick;
5589         }
5590
5591         /*
5592          * If class_pick is idle or matches cookie, return early.
5593          */
5594         if (cookie_equals(class_pick, cookie))
5595                 return class_pick;
5596
5597         cookie_pick = sched_core_find(rq, cookie);
5598
5599         /*
5600          * If class > max && class > cookie, it is the highest priority task on
5601          * the core (so far) and it must be selected, otherwise we must go with
5602          * the cookie pick in order to satisfy the constraint.
5603          */
5604         if (prio_less(cookie_pick, class_pick, in_fi) &&
5605             (!max || prio_less(max, class_pick, in_fi)))
5606                 return class_pick;
5607
5608         return cookie_pick;
5609 }
5610
5611 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5612
5613 static struct task_struct *
5614 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5615 {
5616         struct task_struct *next, *max = NULL;
5617         const struct sched_class *class;
5618         const struct cpumask *smt_mask;
5619         bool fi_before = false;
5620         int i, j, cpu, occ = 0;
5621         bool need_sync;
5622
5623         if (!sched_core_enabled(rq))
5624                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5625
5626         cpu = cpu_of(rq);
5627
5628         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5629         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5630                 /*
5631                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5632                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5633                  * another cpu during offline.
5634                  */
5635                 rq->core_pick = NULL;
5636                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5637         }
5638
5639         /*
5640          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5641          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5642          * pick yet, do so now.
5643          *
5644          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5645          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5646          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5647          */
5648         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5649             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5650             rq->core_pick) {
5651                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5652
5653                 next = rq->core_pick;
5654                 if (next != prev) {
5655                         put_prev_task(rq, prev);
5656                         set_next_task(rq, next);
5657                 }
5658
5659                 rq->core_pick = NULL;
5660                 return next;
5661         }
5662
5663         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5664
5665         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5666         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5667
5668         /* reset state */
5669         rq->core->core_cookie = 0UL;
5670         if (rq->core->core_forceidle) {
5671                 need_sync = true;
5672                 fi_before = true;
5673                 rq->core->core_forceidle = false;
5674         }
5675
5676         /*
5677          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
5678          *
5679          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
5680          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
5681          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
5682          *
5683          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
5684          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
5685          */
5686         rq->core->core_task_seq++;
5687
5688         /*
5689          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
5690          * and there are no cookied tasks running on siblings.
5691          */
5692         if (!need_sync) {
5693                 for_each_class(class) {
5694                         next = class->pick_task(rq);
5695                         if (next)
5696                                 break;
5697                 }
5698
5699                 if (!next->core_cookie) {
5700                         rq->core_pick = NULL;
5701                         /*
5702                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
5703                          * unconstrained picks as well.
5704                          */
5705                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
5706                         task_vruntime_update(rq, next, false);
5707                         goto done;
5708                 }
5709         }
5710
5711         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5712                 struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5713
5714                 rq_i->core_pick = NULL;
5715
5716                 if (i != cpu)
5717                         update_rq_clock(rq_i);
5718         }
5719
5720         /*
5721          * Try and select tasks for each sibling in descending sched_class
5722          * order.
5723          */
5724         for_each_class(class) {
5725 again:
5726                 for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
5727                         struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5728                         struct task_struct *p;
5729
5730                         if (rq_i->core_pick)
5731                                 continue;
5732
5733                         /*
5734                          * If this sibling doesn't yet have a suitable task to
5735                          * run; ask for the most eligible task, given the
5736                          * highest priority task already selected for this
5737                          * core.
5738                          */
5739                         p = pick_task(rq_i, class, max, fi_before);
5740                         if (!p)
5741                                 continue;
5742
5743                         if (!is_task_rq_idle(p))
5744                                 occ++;
5745
5746                         rq_i->core_pick = p;
5747                         if (rq_i->idle == p && rq_i->nr_running) {
5748                                 rq->core->core_forceidle = true;
5749                                 if (!fi_before)
5750                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
5751                         }
5752
5753                         /*
5754                          * If this new candidate is of higher priority than the
5755                          * previous; and they're incompatible; we need to wipe
5756                          * the slate and start over. pick_task makes sure that
5757                          * p's priority is more than max if it doesn't match
5758                          * max's cookie.
5759                          *
5760                          * NOTE: this is a linear max-filter and is thus bounded
5761                          * in execution time.
5762                          */
5763                         if (!max || !cookie_match(max, p)) {
5764                                 struct task_struct *old_max = max;
5765
5766                                 rq->core->core_cookie = p->core_cookie;
5767                                 max = p;
5768
5769                                 if (old_max) {
5770                                         rq->core->core_forceidle = false;
5771                                         for_each_cpu(j, smt_mask) {
5772                                                 if (j == i)
5773                                                         continue;
5774
5775                                                 cpu_rq(j)->core_pick = NULL;
5776                                         }
5777                                         occ = 1;
5778                                         goto again;
5779                                 }
5780                         }
5781                 }
5782         }
5783
5784         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
5785         next = rq->core_pick;
5786         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
5787
5788         /* Something should have been selected for current CPU */
5789         WARN_ON_ONCE(!next);
5790
5791         /*
5792          * Reschedule siblings
5793          *
5794          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
5795          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
5796          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
5797          * non-matching user state.
5798          */
5799         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5800                 struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5801
5802                 /*
5803                  * An online sibling might have gone offline before a task
5804                  * could be picked for it, or it might be offline but later
5805                  * happen to come online, but its too late and nothing was
5806                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
5807                  * so ignore it.
5808                  */
5809                 if (!rq_i->core_pick)
5810                         continue;
5811
5812                 /*
5813                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
5814                  * fi_before     fi      update?
5815                  *  0            0       1
5816                  *  0            1       1
5817                  *  1            0       1
5818                  *  1            1       0
5819                  */
5820                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle))
5821                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, rq->core->core_forceidle);
5822
5823                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
5824
5825                 if (i == cpu) {
5826                         rq_i->core_pick = NULL;
5827                         continue;
5828                 }
5829
5830                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
5831                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
5832
5833                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
5834                         rq_i->core_pick = NULL;
5835                         continue;
5836                 }
5837
5838                 resched_curr(rq_i);
5839         }
5840
5841 done:
5842         set_next_task(rq, next);
5843         return next;
5844 }
5845
5846 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
5847 {
5848         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
5849         struct task_struct *p;
5850         unsigned long cookie;
5851         bool success = false;
5852
5853         local_irq_disable();
5854         double_rq_lock(dst, src);
5855
5856         cookie = dst->core->core_cookie;
5857         if (!cookie)
5858                 goto unlock;
5859
5860         if (dst->curr != dst->idle)
5861                 goto unlock;
5862
5863         p = sched_core_find(src, cookie);
5864         if (p == src->idle)
5865                 goto unlock;
5866
5867         do {
5868                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
5869                         goto next;
5870
5871                 if (!cpumask_test_cpu(this, &p->cpus_mask))
5872                         goto next;
5873
5874                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
5875                         goto next;
5876
5877                 deactivate_task(src, p, 0);
5878                 set_task_cpu(p, this);
5879                 activate_task(dst, p, 0);
5880
5881                 resched_curr(dst);
5882
5883                 success = true;
5884                 break;
5885
5886 next:
5887                 p = sched_core_next(p, cookie);
5888         } while (p);
5889
5890 unlock:
5891         double_rq_unlock(dst, src);
5892         local_irq_enable();
5893
5894         return success;
5895 }
5896
5897 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
5898 {
5899         int i;
5900
5901         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
5902                 if (i == cpu)
5903                         continue;
5904
5905                 if (need_resched())
5906                         break;
5907
5908                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
5909                         return true;
5910         }
5911
5912         return false;
5913 }
5914
5915 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
5916 {
5917         struct sched_domain *sd;
5918         int cpu = cpu_of(rq);
5919
5920         preempt_disable();
5921         rcu_read_lock();
5922         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5923         for_each_domain(cpu, sd) {
5924                 if (need_resched())
5925                         break;
5926
5927                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
5928                         break;
5929         }
5930         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
5931         rcu_read_unlock();
5932         preempt_enable();
5933 }
5934
5935 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, core_balance_head);
5936
5937 void queue_core_balance(struct rq *rq)
5938 {
5939         if (!sched_core_enabled(rq))
5940                 return;
5941
5942         if (!rq->core->core_cookie)
5943                 return;
5944
5945         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
5946                 return;
5947
5948         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
5949 }
5950
5951 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
5952 {
5953         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5954         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
5955         unsigned long flags;
5956         int t;
5957
5958         sched_core_lock(cpu, &flags);
5959
5960         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
5961
5962         /* if we're the first, we'll be our own leader */
5963         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
5964                 goto unlock;
5965
5966         /* find the leader */
5967         for_each_cpu(t, smt_mask) {
5968                 if (t == cpu)
5969                         continue;
5970                 rq = cpu_rq(t);
5971                 if (rq->core == rq) {
5972                         core_rq = rq;
5973                         break;
5974                 }
5975         }
5976
5977         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
5978                 goto unlock;
5979
5980         /* install and validate core_rq */
5981         for_each_cpu(t, smt_mask) {
5982                 rq = cpu_rq(t);
5983
5984                 if (t == cpu)
5985                         rq->core = core_rq;
5986
5987                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
5988         }
5989
5990 unlock:
5991         sched_core_unlock(cpu, &flags);
5992 }
5993
5994 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5995 {
5996         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5997         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
5998         unsigned long flags;
5999         int t;
6000
6001         sched_core_lock(cpu, &flags);
6002
6003         /* if we're the last man standing, nothing to do */
6004         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
6005                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6006                 goto unlock;
6007         }
6008
6009         /* if we're not the leader, nothing to do */
6010         if (rq->core != rq)
6011                 goto unlock;
6012
6013         /* find a new leader */
6014         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6015                 if (t == cpu)
6016                         continue;
6017                 core_rq = cpu_rq(t);
6018                 break;
6019         }
6020
6021         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
6022                 goto unlock;
6023
6024         /* copy the shared state to the new leader */
6025         core_rq->core_task_seq      = rq->core_task_seq;
6026         core_rq->core_pick_seq      = rq->core_pick_seq;
6027         core_rq->core_cookie        = rq->core_cookie;
6028         core_rq->core_forceidle     = rq->core_forceidle;
6029         core_rq->core_forceidle_seq = rq->core_forceidle_seq;
6030
6031         /* install new leader */
6032         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6033                 rq = cpu_rq(t);
6034                 rq->core = core_rq;
6035         }
6036
6037 unlock:
6038         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6039 }
6040
6041 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
6042 {
6043         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6044
6045         if (rq->core != rq)
6046                 rq->core = rq;
6047 }
6048
6049 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
6050
6051 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
6052 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
6053 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
6054
6055 static struct task_struct *
6056 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6057 {
6058         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6059 }
6060
6061 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
6062
6063 /*
6064  * __schedule() is the main scheduler function.
6065  *
6066  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
6067  *
6068  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
6069  *
6070  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
6071  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
6072  *
6073  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
6074  *      interrupt handler scheduler_tick().
6075  *
6076  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
6077  *      task to the run-queue and that's it.
6078  *
6079  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
6080  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
6081  *      called on the nearest possible occasion:
6082  *
6083  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
6084  *
6085  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
6086  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
6087  *           spin_unlock()!)
6088  *
6089  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6090  *           preemptible context
6091  *
6092  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6093  *         then at the next:
6094  *
6095  *          - cond_resched() call
6096  *          - explicit schedule() call
6097  *          - return from syscall or exception to user-space
6098  *          - return from interrupt-handler to user-space
6099  *
6100  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6101  */
6102 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
6103 {
6104         struct task_struct *prev, *next;
6105         unsigned long *switch_count;
6106         unsigned long prev_state;
6107         struct rq_flags rf;
6108         struct rq *rq;
6109         int cpu;
6110
6111         cpu = smp_processor_id();
6112         rq = cpu_rq(cpu);
6113         prev = rq->curr;
6114
6115         schedule_debug(prev, preempt);
6116
6117         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6118                 hrtick_clear(rq);
6119
6120         local_irq_disable();
6121         rcu_note_context_switch(preempt);
6122
6123         /*
6124          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6125          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6126          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6127          *
6128          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6129          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6130          *                                        wake_up_state(p, state)
6131          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6132          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6133          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6134          *
6135          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6136          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6137          */
6138         rq_lock(rq, &rf);
6139         smp_mb__after_spinlock();
6140
6141         /* Promote REQ to ACT */
6142         rq->clock_update_flags <<= 1;
6143         update_rq_clock(rq);
6144
6145         switch_count = &prev->nivcsw;
6146
6147         /*
6148          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6149          * that:
6150          *
6151          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6152          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
6153          */
6154         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6155         if (!preempt && prev_state) {
6156                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6157                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6158                 } else {
6159                         prev->sched_contributes_to_load =
6160                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6161                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6162                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
6163
6164                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6165                                 rq->nr_uninterruptible++;
6166
6167                         /*
6168                          * __schedule()                 ttwu()
6169                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6170                          *   if (prev_state)                goto out;
6171                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6172                          *                                p->state = TASK_WAKING
6173                          *
6174                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6175                          *
6176                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6177                          */
6178                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6179
6180                         if (prev->in_iowait) {
6181                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6182                                 delayacct_blkio_start();
6183                         }
6184                 }
6185                 switch_count = &prev->nvcsw;
6186         }
6187
6188         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6189         clear_tsk_need_resched(prev);
6190         clear_preempt_need_resched();
6191 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6192         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6193 #endif
6194
6195         if (likely(prev != next)) {
6196                 rq->nr_switches++;
6197                 /*
6198                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6199                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6200                  */
6201                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6202                 /*
6203                  * The membarrier system call requires each architecture
6204                  * to have a full memory barrier after updating
6205                  * rq->curr, before returning to user-space.
6206                  *
6207                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6208                  * various architectures:
6209                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6210                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6211                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6212                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6213                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6214                  *   is a RELEASE barrier),
6215                  */
6216                 ++*switch_count;
6217
6218                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6219                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6220
6221                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
6222
6223                 /* Also unlocks the rq: */
6224                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6225         } else {
6226                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6227
6228                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6229                 __balance_callbacks(rq);
6230                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6231         }
6232 }
6233
6234 void __noreturn do_task_dead(void)
6235 {
6236         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6237         set_special_state(TASK_DEAD);
6238
6239         /* Tell freezer to ignore us: */
6240         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6241
6242         __schedule(false);
6243         BUG();
6244
6245         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6246         for (;;)
6247                 cpu_relax();
6248 }
6249
6250 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6251 {
6252         unsigned int task_flags;
6253
6254         if (task_is_running(tsk))
6255                 return;
6256
6257         task_flags = tsk->flags;
6258         /*
6259          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
6260          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
6261          * As this function is called inside the schedule() context,
6262          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
6263          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
6264          * requires it.
6265          */
6266         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6267                 preempt_disable();
6268                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6269                         wq_worker_sleeping(tsk);
6270                 else
6271                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6272                 preempt_enable_no_resched();
6273         }
6274
6275         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
6276                 return;
6277
6278         /*
6279          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6280          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6281          */
6282         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
6283                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
6284 }
6285
6286 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6287 {
6288         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6289                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6290                         wq_worker_running(tsk);
6291                 else
6292                         io_wq_worker_running(tsk);
6293         }
6294 }
6295
6296 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6297 {
6298         struct task_struct *tsk = current;
6299
6300         sched_submit_work(tsk);
6301         do {
6302                 preempt_disable();
6303                 __schedule(false);
6304                 sched_preempt_enable_no_resched();
6305         } while (need_resched());
6306         sched_update_worker(tsk);
6307 }
6308 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6309
6310 /*
6311  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6312  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6313  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6314  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6315  * (schedule out non-voluntarily).
6316  *
6317  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6318  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6319  */
6320 void __sched schedule_idle(void)
6321 {
6322         /*
6323          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6324          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6325          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6326          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6327          * TASK_RUNNING state.
6328          */
6329         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6330         do {
6331                 __schedule(false);
6332         } while (need_resched());
6333 }
6334
6335 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_OFFSTACK)
6336 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6337 {
6338         /*
6339          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6340          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6341          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6342          * we find a better solution.
6343          *
6344          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6345          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6346          * too frequently to make sense yet.
6347          */
6348         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6349         schedule();
6350         exception_exit(prev_state);
6351 }
6352 #endif
6353
6354 /**
6355  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6356  *
6357  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6358  */
6359 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6360 {
6361         sched_preempt_enable_no_resched();
6362         schedule();
6363         preempt_disable();
6364 }
6365
6366 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6367 {
6368         do {
6369                 /*
6370                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6371                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6372                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6373                  * by the function tracer will call this function again and
6374                  * cause infinite recursion.
6375                  *
6376                  * Preemption must be disabled here before the function
6377                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6378                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6379                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6380                  * which can also be traced by the function tracer.
6381                  */
6382                 preempt_disable_notrace();
6383                 preempt_latency_start(1);
6384                 __schedule(true);
6385                 preempt_latency_stop(1);
6386                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6387
6388                 /*
6389                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6390                  * between schedule and now.
6391                  */
6392         } while (need_resched());
6393 }
6394
6395 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6396 /*
6397  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6398  * off of preempt_enable.
6399  */
6400 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6401 {
6402         /*
6403          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6404          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6405          */
6406         if (likely(!preemptible()))
6407                 return;
6408
6409         preempt_schedule_common();
6410 }
6411 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6412 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6413
6414 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6415 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6416 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6417 #endif
6418
6419
6420 /**
6421  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6422  *
6423  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6424  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6425  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6426  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6427  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6428  * to be called when the system is still in usermode.
6429  *
6430  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6431  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6432  * calling the scheduler.
6433  */
6434 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6435 {
6436         enum ctx_state prev_ctx;
6437
6438         if (likely(!preemptible()))
6439                 return;
6440
6441         do {
6442                 /*
6443                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6444                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6445                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6446                  * by the function tracer will call this function again and
6447                  * cause infinite recursion.
6448                  *
6449                  * Preemption must be disabled here before the function
6450                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6451                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6452                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6453                  * which can also be traced by the function tracer.
6454                  */
6455                 preempt_disable_notrace();
6456                 preempt_latency_start(1);
6457                 /*
6458                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6459                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6460                  * an infinite recursion.
6461                  */
6462                 prev_ctx = exception_enter();
6463                 __schedule(true);
6464                 exception_exit(prev_ctx);
6465
6466                 preempt_latency_stop(1);
6467                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6468         } while (need_resched());
6469 }
6470 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6471
6472 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6473 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6474 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6475 #endif
6476
6477 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6478
6479 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6480
6481 #include <linux/entry-common.h>
6482
6483 /*
6484  * SC:cond_resched
6485  * SC:might_resched
6486  * SC:preempt_schedule
6487  * SC:preempt_schedule_notrace
6488  * SC:irqentry_exit_cond_resched
6489  *
6490  *
6491  * NONE:
6492  *   cond_resched               <- __cond_resched
6493  *   might_resched              <- RET0
6494  *   preempt_schedule           <- NOP
6495  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6496  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6497  *
6498  * VOLUNTARY:
6499  *   cond_resched               <- __cond_resched
6500  *   might_resched              <- __cond_resched
6501  *   preempt_schedule           <- NOP
6502  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6503  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6504  *
6505  * FULL:
6506  *   cond_resched               <- RET0
6507  *   might_resched              <- RET0
6508  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
6509  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
6510  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
6511  */
6512
6513 enum {
6514         preempt_dynamic_none = 0,
6515         preempt_dynamic_voluntary,
6516         preempt_dynamic_full,
6517 };
6518
6519 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
6520
6521 int sched_dynamic_mode(const char *str)
6522 {
6523         if (!strcmp(str, "none"))
6524                 return preempt_dynamic_none;
6525
6526         if (!strcmp(str, "voluntary"))
6527                 return preempt_dynamic_voluntary;
6528
6529         if (!strcmp(str, "full"))
6530                 return preempt_dynamic_full;
6531
6532         return -EINVAL;
6533 }
6534
6535 void sched_dynamic_update(int mode)
6536 {
6537         /*
6538          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
6539          * the ZERO state, which is invalid.
6540          */
6541         static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6542         static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6543         static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6544         static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6545         static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6546
6547         switch (mode) {
6548         case preempt_dynamic_none:
6549                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6550                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6551                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6552                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6553                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6554                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
6555                 break;
6556
6557         case preempt_dynamic_voluntary:
6558                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6559                 static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6560                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6561                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6562                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6563                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
6564                 break;
6565
6566         case preempt_dynamic_full:
6567                 static_call_update(cond_resched, (void *)&__static_call_return0);
6568                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6569                 static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6570                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6571                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6572                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
6573                 break;
6574         }
6575
6576         preempt_dynamic_mode = mode;
6577 }
6578
6579 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
6580 {
6581         int mode = sched_dynamic_mode(str);
6582         if (mode < 0) {
6583                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
6584                 return 1;
6585         }
6586
6587         sched_dynamic_update(mode);
6588         return 0;
6589 }
6590 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
6591
6592 #endif /* CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
6593
6594 /*
6595  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6596  * off of irq context.
6597  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6598  * protect us against recursive calling from irq.
6599  */
6600 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6601 {
6602         enum ctx_state prev_state;
6603
6604         /* Catch callers which need to be fixed */
6605         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6606
6607         prev_state = exception_enter();
6608
6609         do {
6610                 preempt_disable();
6611                 local_irq_enable();
6612                 __schedule(true);
6613                 local_irq_disable();
6614                 sched_preempt_enable_no_resched();
6615         } while (need_resched());
6616
6617         exception_exit(prev_state);
6618 }
6619
6620 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6621                           void *key)
6622 {
6623         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6624         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6625 }
6626 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6627
6628 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
6629 {
6630         if (dl_prio(prio))
6631                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6632         else if (rt_prio(prio))
6633                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6634         else
6635                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6636
6637         p->prio = prio;
6638 }
6639
6640 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6641
6642 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6643 {
6644         if (pi_task)
6645                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6646
6647         return prio;
6648 }
6649
6650 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6651 {
6652         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6653
6654         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6655 }
6656
6657 /*
6658  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6659  * @p: task to boost
6660  * @pi_task: donor task
6661  *
6662  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6663  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6664  *
6665  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6666  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6667  */
6668 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6669 {
6670         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6671                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6672         const struct sched_class *prev_class;
6673         struct rq_flags rf;
6674         struct rq *rq;
6675
6676         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6677         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6678
6679         /*
6680          * If nothing changed; bail early.
6681          */
6682         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6683                 return;
6684
6685         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6686         update_rq_clock(rq);
6687         /*
6688          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6689          * either lock.
6690          *
6691          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6692          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6693          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6694          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6695          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6696          */
6697         p->pi_top_task = pi_task;
6698
6699         /*
6700          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6701          */
6702         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6703                 goto out_unlock;
6704
6705         /*
6706          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6707          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6708          *
6709          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6710          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6711          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6712          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6713          * with interrupts disabled and will complete the lock
6714          * protected section without being interrupted. So there is no
6715          * real need to boost.
6716          */
6717         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6718                 WARN_ON(p != rq->curr);
6719                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6720                 goto out_unlock;
6721         }
6722
6723         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6724         oldprio = p->prio;
6725
6726         if (oldprio == prio)
6727                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6728
6729         prev_class = p->sched_class;
6730         queued = task_on_rq_queued(p);
6731         running = task_current(rq, p);
6732         if (queued)
6733                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6734         if (running)
6735                 put_prev_task(rq, p);
6736
6737         /*
6738          * Boosting condition are:
6739          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6740          *      --> -dl task blocks on mutex A
6741          *
6742          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6743          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6744          *          running task
6745          */
6746         if (dl_prio(prio)) {
6747                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
6748                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
6749                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
6750                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
6751                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
6752                 } else {
6753                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6754                 }
6755         } else if (rt_prio(prio)) {
6756                 if (dl_prio(oldprio))
6757                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6758                 if (oldprio < prio)
6759                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
6760         } else {
6761                 if (dl_prio(oldprio))
6762                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6763                 if (rt_prio(oldprio))
6764                         p->rt.timeout = 0;
6765         }
6766
6767         __setscheduler_prio(p, prio);
6768
6769         if (queued)
6770                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
6771         if (running)
6772                 set_next_task(rq, p);
6773
6774         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6775 out_unlock:
6776         /* Avoid rq from going away on us: */
6777         preempt_disable();
6778
6779         rq_unpin_lock(rq, &rf);
6780         __balance_callbacks(rq);
6781         raw_spin_rq_unlock(rq);
6782
6783         preempt_enable();
6784 }
6785 #else
6786 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6787 {
6788         return prio;
6789 }
6790 #endif
6791
6792 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6793 {
6794         bool queued, running;
6795         int old_prio;
6796         struct rq_flags rf;
6797         struct rq *rq;
6798
6799         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6800                 return;
6801         /*
6802          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6803          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6804          */
6805         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6806         update_rq_clock(rq);
6807
6808         /*
6809          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6810          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6811          * it won't have any effect on scheduling until the task is
6812          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
6813          */
6814         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
6815                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6816                 goto out_unlock;
6817         }
6818         queued = task_on_rq_queued(p);
6819         running = task_current(rq, p);
6820         if (queued)
6821                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
6822         if (running)
6823                 put_prev_task(rq, p);
6824
6825         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6826         set_load_weight(p, true);
6827         old_prio = p->prio;
6828         p->prio = effective_prio(p);
6829
6830         if (queued)
6831                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6832         if (running)
6833                 set_next_task(rq, p);
6834
6835         /*
6836          * If the task increased its priority or is running and
6837          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6838          */
6839         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
6840
6841 out_unlock:
6842         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6843 }
6844 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6845
6846 /*
6847  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6848  * @p: task
6849  * @nice: nice value
6850  */
6851 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6852 {
6853         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
6854         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
6855
6856         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
6857                 capable(CAP_SYS_NICE));
6858 }
6859
6860 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6861
6862 /*
6863  * sys_nice - change the priority of the current process.
6864  * @increment: priority increment
6865  *
6866  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6867  * does similar things.
6868  */
6869 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6870 {
6871         long nice, retval;
6872
6873         /*
6874          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6875          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6876          * and we have a single winner.
6877          */
6878         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
6879         nice = task_nice(current) + increment;
6880
6881         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
6882         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6883                 return -EPERM;
6884
6885         retval = security_task_setnice(current, nice);
6886         if (retval)
6887                 return retval;
6888
6889         set_user_nice(current, nice);
6890         return 0;
6891 }
6892
6893 #endif
6894
6895 /**
6896  * task_prio - return the priority value of a given task.
6897  * @p: the task in question.
6898  *
6899  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
6900  *
6901  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
6902  *
6903  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
6904  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
6905  * deadline                     -101             -1           0
6906  */
6907 int task_prio(const struct task_struct *p)
6908 {
6909         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6910 }
6911
6912 /**
6913  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
6914  * @cpu: the processor in question.
6915  *
6916  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6917  */
6918 int idle_cpu(int cpu)
6919 {
6920         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6921
6922         if (rq->curr != rq->idle)
6923                 return 0;
6924
6925         if (rq->nr_running)
6926                 return 0;
6927
6928 #ifdef CONFIG_SMP
6929         if (rq->ttwu_pending)
6930                 return 0;
6931 #endif
6932
6933         return 1;
6934 }
6935
6936 /**
6937  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
6938  * @cpu: the CPU in question.
6939  *
6940  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6941  */
6942 int available_idle_cpu(int cpu)
6943 {
6944         if (!idle_cpu(cpu))
6945                 return 0;
6946
6947         if (vcpu_is_preempted(cpu))
6948                 return 0;
6949
6950         return 1;
6951 }
6952
6953 /**
6954  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
6955  * @cpu: the processor in question.
6956  *
6957  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
6958  */
6959 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6960 {
6961         return cpu_rq(cpu)->idle;
6962 }
6963
6964 #ifdef CONFIG_SMP
6965 /*
6966  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
6967  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
6968  *
6969  * The scheduler tracks the following metrics:
6970  *
6971  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
6972  *   cpu_bw_dl()
6973  *
6974  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
6975  * synchronized windows and are thus directly comparable.
6976  *
6977  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
6978  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
6979  * in the irq utilization.
6980  *
6981  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
6982  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
6983  * required to meet deadlines.
6984  */
6985 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
6986                                  unsigned long max, enum cpu_util_type type,
6987                                  struct task_struct *p)
6988 {
6989         unsigned long dl_util, util, irq;
6990         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6991
6992         if (!uclamp_is_used() &&
6993             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
6994                 return max;
6995         }
6996
6997         /*
6998          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
6999          * because of inaccuracies in how we track these -- see
7000          * update_irq_load_avg().
7001          */
7002         irq = cpu_util_irq(rq);
7003         if (unlikely(irq >= max))
7004                 return max;
7005
7006         /*
7007          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
7008          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
7009          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
7010          * to obtain the CPU's actual utilization.
7011          *
7012          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
7013          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
7014          * tasks.
7015          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
7016          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
7017          */
7018         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
7019         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7020                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
7021
7022         dl_util = cpu_util_dl(rq);
7023
7024         /*
7025          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
7026          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
7027          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
7028          * that we select f_max when there is no idle time.
7029          *
7030          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
7031          * saturation when we should -- something for later.
7032          */
7033         if (util + dl_util >= max)
7034                 return max;
7035
7036         /*
7037          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
7038          * include util_dl and ignore dl_bw.
7039          */
7040         if (type == ENERGY_UTIL)
7041                 util += dl_util;
7042
7043         /*
7044          * There is still idle time; further improve the number by using the
7045          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
7046          * need to scale the task numbers:
7047          *
7048          *              max - irq
7049          *   U' = irq + --------- * U
7050          *                 max
7051          */
7052         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
7053         util += irq;
7054
7055         /*
7056          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
7057          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
7058          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
7059          * periods of time.
7060          *
7061          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
7062          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
7063          * an interface. So, we only do the latter for now.
7064          */
7065         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7066                 util += cpu_bw_dl(rq);
7067
7068         return min(max, util);
7069 }
7070
7071 unsigned long sched_cpu_util(int cpu, unsigned long max)
7072 {
7073         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu_rq(cpu)), max,
7074                                   ENERGY_UTIL, NULL);
7075 }
7076 #endif /* CONFIG_SMP */
7077
7078 /**
7079  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
7080  * @pid: the pid in question.
7081  *
7082  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
7083  */
7084 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
7085 {
7086         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
7087 }
7088
7089 /*
7090  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7091  * it calls know not to change it.
7092  */
7093 #define SETPARAM_POLICY -1
7094
7095 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7096                 const struct sched_attr *attr)
7097 {
7098         int policy = attr->sched_policy;
7099
7100         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7101                 policy = p->policy;
7102
7103         p->policy = policy;
7104
7105         if (dl_policy(policy))
7106                 __setparam_dl(p, attr);
7107         else if (fair_policy(policy))
7108                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7109
7110         /*
7111          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7112          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7113          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7114          */
7115         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7116         p->normal_prio = normal_prio(p);
7117         set_load_weight(p, true);
7118 }
7119
7120 /*
7121  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7122  */
7123 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7124 {
7125         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7126         bool match;
7127
7128         rcu_read_lock();
7129         pcred = __task_cred(p);
7130         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7131                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7132         rcu_read_unlock();
7133         return match;
7134 }
7135
7136 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7137                                 const struct sched_attr *attr,
7138                                 bool user, bool pi)
7139 {
7140         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7141         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7142         const struct sched_class *prev_class;
7143         struct callback_head *head;
7144         struct rq_flags rf;
7145         int reset_on_fork;
7146         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7147         struct rq *rq;
7148
7149         /* The pi code expects interrupts enabled */
7150         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7151 recheck:
7152         /* Double check policy once rq lock held: */
7153         if (policy < 0) {
7154                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7155                 policy = oldpolicy = p->policy;
7156         } else {
7157                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7158
7159                 if (!valid_policy(policy))
7160                         return -EINVAL;
7161         }
7162
7163         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7164                 return -EINVAL;
7165
7166         /*
7167          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7168          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7169          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7170          */
7171         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7172                 return -EINVAL;
7173         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7174             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7175                 return -EINVAL;
7176
7177         /*
7178          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
7179          */
7180         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
7181                 if (fair_policy(policy)) {
7182                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7183                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
7184                                 return -EPERM;
7185                 }
7186
7187                 if (rt_policy(policy)) {
7188                         unsigned long rlim_rtprio =
7189                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7190
7191                         /* Can't set/change the rt policy: */
7192                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7193                                 return -EPERM;
7194
7195                         /* Can't increase priority: */
7196                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7197                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7198                                 return -EPERM;
7199                 }
7200
7201                  /*
7202                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7203                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
7204                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7205                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7206                   */
7207                 if (dl_policy(policy))
7208                         return -EPERM;
7209
7210                 /*
7211                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7212                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7213                  */
7214                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7215                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
7216                                 return -EPERM;
7217                 }
7218
7219                 /* Can't change other user's priorities: */
7220                 if (!check_same_owner(p))
7221                         return -EPERM;
7222
7223                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7224                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7225                         return -EPERM;
7226         }
7227
7228         if (user) {
7229                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7230                         return -EINVAL;
7231
7232                 retval = security_task_setscheduler(p);
7233                 if (retval)
7234                         return retval;
7235         }
7236
7237         /* Update task specific "requested" clamps */
7238         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7239                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7240                 if (retval)
7241                         return retval;
7242         }
7243
7244         if (pi)
7245                 cpuset_read_lock();
7246
7247         /*
7248          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7249          * changing the priority of the task:
7250          *
7251          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7252          * runqueue lock must be held.
7253          */
7254         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7255         update_rq_clock(rq);
7256
7257         /*
7258          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7259          */
7260         if (p == rq->stop) {
7261                 retval = -EINVAL;
7262                 goto unlock;
7263         }
7264
7265         /*
7266          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7267          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7268          */
7269         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7270                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7271                         goto change;
7272                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7273                         goto change;
7274                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7275                         goto change;
7276                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7277                         goto change;
7278
7279                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7280                 retval = 0;
7281                 goto unlock;
7282         }
7283 change:
7284
7285         if (user) {
7286 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7287                 /*
7288                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7289                  * assigned.
7290                  */
7291                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7292                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7293                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7294                         retval = -EPERM;
7295                         goto unlock;
7296                 }
7297 #endif
7298 #ifdef CONFIG_SMP
7299                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7300                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7301                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7302
7303                         /*
7304                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7305                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7306                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7307                          */
7308                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7309                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7310                                 retval = -EPERM;
7311                                 goto unlock;
7312                         }
7313                 }
7314 #endif
7315         }
7316
7317         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7318         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7319                 policy = oldpolicy = -1;
7320                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7321                 if (pi)
7322                         cpuset_read_unlock();
7323                 goto recheck;
7324         }
7325
7326         /*
7327          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7328          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7329          * is available.
7330          */
7331         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7332                 retval = -EBUSY;
7333                 goto unlock;
7334         }
7335
7336         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7337         oldprio = p->prio;
7338
7339         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7340         if (pi) {
7341                 /*
7342                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7343                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7344                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7345                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7346                  * itself.
7347                  */
7348                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7349                 if (newprio == oldprio)
7350                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7351         }
7352
7353         queued = task_on_rq_queued(p);
7354         running = task_current(rq, p);
7355         if (queued)
7356                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7357         if (running)
7358                 put_prev_task(rq, p);
7359
7360         prev_class = p->sched_class;
7361
7362         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7363                 __setscheduler_params(p, attr);
7364                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7365         }
7366         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7367
7368         if (queued) {
7369                 /*
7370                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7371                  * increased (user space view).
7372                  */
7373                 if (oldprio < p->prio)
7374                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7375
7376                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7377         }
7378         if (running)
7379                 set_next_task(rq, p);
7380
7381         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7382
7383         /* Avoid rq from going away on us: */
7384         preempt_disable();
7385         head = splice_balance_callbacks(rq);
7386         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7387
7388         if (pi) {
7389                 cpuset_read_unlock();
7390                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7391         }
7392
7393         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7394         balance_callbacks(rq, head);
7395         preempt_enable();
7396
7397         return 0;
7398
7399 unlock:
7400         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7401         if (pi)
7402                 cpuset_read_unlock();
7403         return retval;
7404 }
7405
7406 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7407                                const struct sched_param *param, bool check)
7408 {
7409         struct sched_attr attr = {
7410                 .sched_policy   = policy,
7411                 .sched_priority = param->sched_priority,
7412                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7413         };
7414
7415         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7416         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7417                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7418                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7419                 attr.sched_policy = policy;
7420         }
7421
7422         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7423 }
7424 /**
7425  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7426  * @p: the task in question.
7427  * @policy: new policy.
7428  * @param: structure containing the new RT priority.
7429  *
7430  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7431  *
7432  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7433  *
7434  * NOTE that the task may be already dead.
7435  */
7436 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7437                        const struct sched_param *param)
7438 {
7439         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7440 }
7441
7442 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7443 {
7444         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7445 }
7446
7447 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7448 {
7449         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7450 }
7451 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7452
7453 /**
7454  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7455  * @p: the task in question.
7456  * @policy: new policy.
7457  * @param: structure containing the new RT priority.
7458  *
7459  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7460  * current context has permission.  For example, this is needed in
7461  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7462  * but our caller might not have that capability.
7463  *
7464  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7465  */
7466 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7467                                const struct sched_param *param)
7468 {
7469         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7470 }
7471
7472 /*
7473  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7474  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7475  * be doing.
7476  *
7477  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7478  *
7479  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7480  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7481  * and smash them together and still expect them to work.
7482  *
7483  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7484  *
7485  *   MAX_RT_PRIO / 2
7486  *
7487  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7488  * know enough information to make a sensible choice.
7489  */
7490 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7491 {
7492         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7493         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7494 }
7495 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7496
7497 /*
7498  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7499  */
7500 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7501 {
7502         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7503         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7504 }
7505 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7506
7507 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7508 {
7509         struct sched_attr attr = {
7510                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7511                 .sched_nice = nice,
7512         };
7513         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7514 }
7515 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7516
7517 static int
7518 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7519 {
7520         struct sched_param lparam;
7521         struct task_struct *p;
7522         int retval;
7523
7524         if (!param || pid < 0)
7525                 return -EINVAL;
7526         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7527                 return -EFAULT;
7528
7529         rcu_read_lock();
7530         retval = -ESRCH;
7531         p = find_process_by_pid(pid);
7532         if (likely(p))
7533                 get_task_struct(p);
7534         rcu_read_unlock();
7535
7536         if (likely(p)) {
7537                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7538                 put_task_struct(p);
7539         }
7540
7541         return retval;
7542 }
7543
7544 /*
7545  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7546  */
7547 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7548 {
7549         u32 size;
7550         int ret;
7551
7552         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7553         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7554
7555         ret = get_user(size, &uattr->size);
7556         if (ret)
7557                 return ret;
7558
7559         /* ABI compatibility quirk: */
7560         if (!size)
7561                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7562         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7563                 goto err_size;
7564
7565         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7566         if (ret) {
7567                 if (ret == -E2BIG)
7568                         goto err_size;
7569                 return ret;
7570         }
7571
7572         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7573             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7574                 return -EINVAL;
7575
7576         /*
7577          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7578          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7579          */
7580         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7581
7582         return 0;
7583
7584 err_size:
7585         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7586         return -E2BIG;
7587 }
7588
7589 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
7590 {
7591         if (task_has_dl_policy(p))
7592                 __getparam_dl(p, attr);
7593         else if (task_has_rt_policy(p))
7594                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
7595         else
7596                 attr->sched_nice = task_nice(p);
7597 }
7598
7599 /**
7600  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7601  * @pid: the pid in question.
7602  * @policy: new policy.
7603  * @param: structure containing the new RT priority.
7604  *
7605  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7606  */
7607 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7608 {
7609         if (policy < 0)
7610                 return -EINVAL;
7611
7612         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7613 }
7614
7615 /**
7616  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7617  * @pid: the pid in question.
7618  * @param: structure containing the new RT priority.
7619  *
7620  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7621  */
7622 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7623 {
7624         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7625 }
7626
7627 /**
7628  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7629  * @pid: the pid in question.
7630  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7631  * @flags: for future extension.
7632  */
7633 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7634                                unsigned int, flags)
7635 {
7636         struct sched_attr attr;
7637         struct task_struct *p;
7638         int retval;
7639
7640         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7641                 return -EINVAL;
7642
7643         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7644         if (retval)
7645                 return retval;
7646
7647         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7648                 return -EINVAL;
7649         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7650                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7651
7652         rcu_read_lock();
7653         retval = -ESRCH;
7654         p = find_process_by_pid(pid);
7655         if (likely(p))
7656                 get_task_struct(p);
7657         rcu_read_unlock();
7658
7659         if (likely(p)) {
7660                 if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
7661                         get_params(p, &attr);
7662                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7663                 put_task_struct(p);
7664         }
7665
7666         return retval;
7667 }
7668
7669 /**
7670  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7671  * @pid: the pid in question.
7672  *
7673  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7674  * code.
7675  */
7676 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7677 {
7678         struct task_struct *p;
7679         int retval;
7680
7681         if (pid < 0)
7682                 return -EINVAL;
7683
7684         retval = -ESRCH;
7685         rcu_read_lock();
7686         p = find_process_by_pid(pid);
7687         if (p) {
7688                 retval = security_task_getscheduler(p);
7689                 if (!retval)
7690                         retval = p->policy
7691                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7692         }
7693         rcu_read_unlock();
7694         return retval;
7695 }
7696
7697 /**
7698  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7699  * @pid: the pid in question.
7700  * @param: structure containing the RT priority.
7701  *
7702  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7703  * code.
7704  */
7705 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7706 {
7707         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7708         struct task_struct *p;
7709         int retval;
7710
7711         if (!param || pid < 0)
7712                 return -EINVAL;
7713
7714         rcu_read_lock();
7715         p = find_process_by_pid(pid);
7716         retval = -ESRCH;
7717         if (!p)
7718                 goto out_unlock;
7719
7720         retval = security_task_getscheduler(p);
7721         if (retval)
7722                 goto out_unlock;
7723
7724         if (task_has_rt_policy(p))
7725                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
7726         rcu_read_unlock();
7727
7728         /*
7729          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
7730          */
7731         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
7732
7733         return retval;
7734
7735 out_unlock:
7736         rcu_read_unlock();
7737         return retval;
7738 }
7739
7740 /*
7741  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
7742  * than what user-space knows about) to user-space.
7743  *
7744  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
7745  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
7746  * have the same size.
7747  */
7748 static int
7749 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
7750                         struct sched_attr *kattr,
7751                         unsigned int usize)
7752 {
7753         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
7754
7755         if (!access_ok(uattr, usize))
7756                 return -EFAULT;
7757
7758         /*
7759          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
7760          *
7761          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
7762          *
7763          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
7764          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
7765          *
7766          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
7767          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
7768          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
7769          * which is set to ksize in this case.
7770          */
7771         kattr->size = min(usize, ksize);
7772
7773         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
7774                 return -EFAULT;
7775
7776         return 0;
7777 }
7778
7779 /**
7780  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
7781  * @pid: the pid in question.
7782  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7783  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
7784  * @flags: for future extension.
7785  */
7786 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7787                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
7788 {
7789         struct sched_attr kattr = { };
7790         struct task_struct *p;
7791         int retval;
7792
7793         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
7794             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
7795                 return -EINVAL;
7796
7797         rcu_read_lock();
7798         p = find_process_by_pid(pid);
7799         retval = -ESRCH;
7800         if (!p)
7801                 goto out_unlock;
7802
7803         retval = security_task_getscheduler(p);
7804         if (retval)
7805                 goto out_unlock;
7806
7807         kattr.sched_policy = p->policy;
7808         if (p->sched_reset_on_fork)
7809                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7810         get_params(p, &kattr);
7811         kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
7812
7813 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
7814         /*
7815          * This could race with another potential updater, but this is fine
7816          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
7817          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
7818          */
7819         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
7820         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
7821 #endif
7822
7823         rcu_read_unlock();
7824
7825         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
7826
7827 out_unlock:
7828         rcu_read_unlock();
7829         return retval;
7830 }
7831
7832 #ifdef CONFIG_SMP
7833 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
7834 {
7835         int ret = 0;
7836
7837         /*
7838          * If the task isn't a deadline task or admission control is
7839          * disabled then we don't care about affinity changes.
7840          */
7841         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
7842                 return 0;
7843
7844         /*
7845          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
7846          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
7847          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
7848          * root_domain.
7849          */
7850         rcu_read_lock();
7851         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
7852                 ret = -EBUSY;
7853         rcu_read_unlock();
7854         return ret;
7855 }
7856 #endif
7857
7858 static int
7859 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
7860 {
7861         int retval;
7862         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
7863
7864         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
7865                 return -ENOMEM;
7866
7867         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
7868                 retval = -ENOMEM;
7869                 goto out_free_cpus_allowed;
7870         }
7871
7872         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7873         cpumask_and(new_mask, mask, cpus_allowed);
7874
7875         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
7876         if (retval)
7877                 goto out_free_new_mask;
7878 again:
7879         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK | SCA_USER);
7880         if (retval)
7881                 goto out_free_new_mask;
7882
7883         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7884         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
7885                 /*
7886                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
7887                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
7888                  */
7889                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
7890                 goto again;
7891         }
7892
7893 out_free_new_mask:
7894         free_cpumask_var(new_mask);
7895 out_free_cpus_allowed:
7896         free_cpumask_var(cpus_allowed);
7897         return retval;
7898 }
7899
7900 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
7901 {
7902         struct task_struct *p;
7903         int retval;
7904
7905         rcu_read_lock();
7906
7907         p = find_process_by_pid(pid);
7908         if (!p) {
7909                 rcu_read_unlock();
7910                 return -ESRCH;
7911         }
7912
7913         /* Prevent p going away */
7914         get_task_struct(p);
7915         rcu_read_unlock();
7916
7917         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
7918                 retval = -EINVAL;
7919                 goto out_put_task;
7920         }
7921
7922         if (!check_same_owner(p)) {
7923                 rcu_read_lock();
7924                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
7925                         rcu_read_unlock();
7926                         retval = -EPERM;
7927                         goto out_put_task;
7928                 }
7929                 rcu_read_unlock();
7930         }
7931
7932         retval = security_task_setscheduler(p);
7933         if (retval)
7934                 goto out_put_task;
7935
7936         retval = __sched_setaffinity(p, in_mask);
7937 out_put_task:
7938         put_task_struct(p);
7939         return retval;
7940 }
7941
7942 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
7943                              struct cpumask *new_mask)
7944 {
7945         if (len < cpumask_size())
7946                 cpumask_clear(new_mask);
7947         else if (len > cpumask_size())
7948                 len = cpumask_size();
7949
7950         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
7951 }
7952
7953 /**
7954  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
7955  * @pid: pid of the process
7956  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
7957  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
7958  *
7959  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7960  */
7961 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
7962                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
7963 {
7964         cpumask_var_t new_mask;
7965         int retval;
7966
7967         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
7968                 return -ENOMEM;
7969
7970         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
7971         if (retval == 0)
7972                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
7973         free_cpumask_var(new_mask);
7974         return retval;
7975 }
7976
7977 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
7978 {
7979         struct task_struct *p;
7980         unsigned long flags;
7981         int retval;
7982
7983         rcu_read_lock();
7984
7985         retval = -ESRCH;
7986         p = find_process_by_pid(pid);
7987         if (!p)
7988                 goto out_unlock;
7989
7990         retval = security_task_getscheduler(p);
7991         if (retval)
7992                 goto out_unlock;
7993
7994         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
7995         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
7996         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
7997
7998 out_unlock:
7999         rcu_read_unlock();
8000
8001         return retval;
8002 }
8003
8004 /**
8005  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
8006  * @pid: pid of the process
8007  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8008  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
8009  *
8010  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
8011  * error code otherwise.
8012  */
8013 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8014                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8015 {
8016         int ret;
8017         cpumask_var_t mask;
8018
8019         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
8020                 return -EINVAL;
8021         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
8022                 return -EINVAL;
8023
8024         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
8025                 return -ENOMEM;
8026
8027         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
8028         if (ret == 0) {
8029                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
8030
8031                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
8032                         ret = -EFAULT;
8033                 else
8034                         ret = retlen;
8035         }
8036         free_cpumask_var(mask);
8037
8038         return ret;
8039 }
8040
8041 static void do_sched_yield(void)
8042 {
8043         struct rq_flags rf;
8044         struct rq *rq;
8045
8046         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
8047
8048         schedstat_inc(rq->yld_count);
8049         current->sched_class->yield_task(rq);
8050
8051         preempt_disable();
8052         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8053         sched_preempt_enable_no_resched();
8054
8055         schedule();
8056 }
8057
8058 /**
8059  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
8060  *
8061  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
8062  * other threads running on this CPU then this function will return.
8063  *
8064  * Return: 0.
8065  */
8066 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
8067 {
8068         do_sched_yield();
8069         return 0;
8070 }
8071
8072 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
8073 int __sched __cond_resched(void)
8074 {
8075         if (should_resched(0)) {
8076                 preempt_schedule_common();
8077                 return 1;
8078         }
8079         /*
8080          * In preemptible kernels, ->rcu_read_lock_nesting tells the tick
8081          * whether the current CPU is in an RCU read-side critical section,
8082          * so the tick can report quiescent states even for CPUs looping
8083          * in kernel context.  In contrast, in non-preemptible kernels,
8084          * RCU readers leave no in-memory hints, which means that CPU-bound
8085          * processes executing in kernel context might never report an
8086          * RCU quiescent state.  Therefore, the following code causes
8087          * cond_resched() to report a quiescent state, but only when RCU
8088          * is in urgent need of one.
8089          */
8090 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
8091         rcu_all_qs();
8092 #endif
8093         return 0;
8094 }
8095 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
8096 #endif
8097
8098 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8099 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8100 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8101
8102 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8103 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8104 #endif
8105
8106 /*
8107  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8108  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8109  *
8110  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8111  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8112  * spin_unlock(), once by hand).
8113  */
8114 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8115 {
8116         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8117         int ret = 0;
8118
8119         lockdep_assert_held(lock);
8120
8121         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8122                 spin_unlock(lock);
8123                 if (resched)
8124                         preempt_schedule_common();
8125                 else
8126                         cpu_relax();
8127                 ret = 1;
8128                 spin_lock(lock);
8129         }
8130         return ret;
8131 }
8132 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8133
8134 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8135 {
8136         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8137         int ret = 0;
8138
8139         lockdep_assert_held_read(lock);
8140
8141         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8142                 read_unlock(lock);
8143                 if (resched)
8144                         preempt_schedule_common();
8145                 else
8146                         cpu_relax();
8147                 ret = 1;
8148                 read_lock(lock);
8149         }
8150         return ret;
8151 }
8152 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8153
8154 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8155 {
8156         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8157         int ret = 0;
8158
8159         lockdep_assert_held_write(lock);
8160
8161         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8162                 write_unlock(lock);
8163                 if (resched)
8164                         preempt_schedule_common();
8165                 else
8166                         cpu_relax();
8167                 ret = 1;
8168                 write_lock(lock);
8169         }
8170         return ret;
8171 }
8172 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8173
8174 /**
8175  * yield - yield the current processor to other threads.
8176  *
8177  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8178  *
8179  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8180  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8181  * it, it's already broken.
8182  *
8183  * Typical broken usage is:
8184  *
8185  * while (!event)
8186  *      yield();
8187  *
8188  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8189  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8190  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8191  *
8192  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8193  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8194  * If you still want to use yield(), do not!
8195  */
8196 void __sched yield(void)
8197 {
8198         set_current_state(TASK_RUNNING);
8199         do_sched_yield();
8200 }
8201 EXPORT_SYMBOL(yield);
8202
8203 /**
8204  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8205  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8206  * processor it's on.
8207  * @p: target task
8208  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8209  *
8210  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8211  * can't go away on us before we can do any checks.
8212  *
8213  * Return:
8214  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8215  *      false (0) if we failed to boost the target.
8216  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8217  */
8218 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8219 {
8220         struct task_struct *curr = current;
8221         struct rq *rq, *p_rq;
8222         unsigned long flags;
8223         int yielded = 0;
8224
8225         local_irq_save(flags);
8226         rq = this_rq();
8227
8228 again:
8229         p_rq = task_rq(p);
8230         /*
8231          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8232          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8233          */
8234         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
8235                 yielded = -ESRCH;
8236                 goto out_irq;
8237         }
8238
8239         double_rq_lock(rq, p_rq);
8240         if (task_rq(p) != p_rq) {
8241                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8242                 goto again;
8243         }
8244
8245         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8246                 goto out_unlock;
8247
8248         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8249                 goto out_unlock;
8250
8251         if (task_running(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8252                 goto out_unlock;
8253
8254         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8255         if (yielded) {
8256                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8257                 /*
8258                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8259                  * fairness.
8260                  */
8261                 if (preempt && rq != p_rq)
8262                         resched_curr(p_rq);
8263         }
8264
8265 out_unlock:
8266         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8267 out_irq:
8268         local_irq_restore(flags);
8269
8270         if (yielded > 0)
8271                 schedule();
8272
8273         return yielded;
8274 }
8275 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8276
8277 int io_schedule_prepare(void)
8278 {
8279         int old_iowait = current->in_iowait;
8280
8281         current->in_iowait = 1;
8282         blk_schedule_flush_plug(current);
8283
8284         return old_iowait;
8285 }
8286
8287 void io_schedule_finish(int token)
8288 {
8289         current->in_iowait = token;
8290 }
8291
8292 /*
8293  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8294  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8295  */
8296 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8297 {
8298         int token;
8299         long ret;
8300
8301         token = io_schedule_prepare();
8302         ret = schedule_timeout(timeout);
8303         io_schedule_finish(token);
8304
8305         return ret;
8306 }
8307 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8308
8309 void __sched io_schedule(void)
8310 {
8311         int token;
8312
8313         token = io_schedule_prepare();
8314         schedule();
8315         io_schedule_finish(token);
8316 }
8317 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8318
8319 /**
8320  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8321  * @policy: scheduling class.
8322  *
8323  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8324  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8325  * On failure, a negative error code is returned.
8326  */
8327 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8328 {
8329         int ret = -EINVAL;
8330
8331         switch (policy) {
8332         case SCHED_FIFO:
8333         case SCHED_RR:
8334                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8335                 break;
8336         case SCHED_DEADLINE:
8337         case SCHED_NORMAL:
8338         case SCHED_BATCH:
8339         case SCHED_IDLE:
8340                 ret = 0;
8341                 break;
8342         }
8343         return ret;
8344 }
8345
8346 /**
8347  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8348  * @policy: scheduling class.
8349  *
8350  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8351  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8352  * On failure, a negative error code is returned.
8353  */
8354 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8355 {
8356         int ret = -EINVAL;
8357
8358         switch (policy) {
8359         case SCHED_FIFO:
8360         case SCHED_RR:
8361                 ret = 1;
8362                 break;
8363         case SCHED_DEADLINE:
8364         case SCHED_NORMAL:
8365         case SCHED_BATCH:
8366         case SCHED_IDLE:
8367                 ret = 0;
8368         }
8369         return ret;
8370 }
8371
8372 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8373 {
8374         struct task_struct *p;
8375         unsigned int time_slice;
8376         struct rq_flags rf;
8377         struct rq *rq;
8378         int retval;
8379
8380         if (pid < 0)
8381                 return -EINVAL;
8382
8383         retval = -ESRCH;
8384         rcu_read_lock();
8385         p = find_process_by_pid(pid);
8386         if (!p)
8387                 goto out_unlock;
8388
8389         retval = security_task_getscheduler(p);
8390         if (retval)
8391                 goto out_unlock;
8392
8393         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8394         time_slice = 0;
8395         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8396                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8397         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8398
8399         rcu_read_unlock();
8400         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8401         return 0;
8402
8403 out_unlock:
8404         rcu_read_unlock();
8405         return retval;
8406 }
8407
8408 /**
8409  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8410  * @pid: pid of the process.
8411  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8412  *
8413  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8414  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8415  *
8416  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8417  * an error code.
8418  */
8419 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8420                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8421 {
8422         struct timespec64 t;
8423         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8424
8425         if (retval == 0)
8426                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8427
8428         return retval;
8429 }
8430
8431 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8432 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8433                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8434 {
8435         struct timespec64 t;
8436         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8437
8438         if (retval == 0)
8439                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8440         return retval;
8441 }
8442 #endif
8443
8444 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8445 {
8446         unsigned long free = 0;
8447         int ppid;
8448
8449         if (!try_get_task_stack(p))
8450                 return;
8451
8452         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8453
8454         if (task_is_running(p))
8455                 pr_cont("  running task    ");
8456 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8457         free = stack_not_used(p);
8458 #endif
8459         ppid = 0;
8460         rcu_read_lock();
8461         if (pid_alive(p))
8462                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8463         rcu_read_unlock();
8464         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
8465                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8466                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
8467
8468         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8469         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8470         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8471         put_task_stack(p);
8472 }
8473 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8474
8475 static inline bool
8476 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8477 {
8478         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
8479
8480         /* no filter, everything matches */
8481         if (!state_filter)
8482                 return true;
8483
8484         /* filter, but doesn't match */
8485         if (!(state & state_filter))
8486                 return false;
8487
8488         /*
8489          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8490          * TASK_KILLABLE).
8491          */
8492         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && state == TASK_IDLE)
8493                 return false;
8494
8495         return true;
8496 }
8497
8498
8499 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
8500 {
8501         struct task_struct *g, *p;
8502
8503         rcu_read_lock();
8504         for_each_process_thread(g, p) {
8505                 /*
8506                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
8507                  * console might take a lot of time:
8508                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
8509                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
8510                  * an IPI.
8511                  */
8512                 touch_nmi_watchdog();
8513                 touch_all_softlockup_watchdogs();
8514                 if (state_filter_match(state_filter, p))
8515                         sched_show_task(p);
8516         }
8517
8518 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8519         if (!state_filter)
8520                 sysrq_sched_debug_show();
8521 #endif
8522         rcu_read_unlock();
8523         /*
8524          * Only show locks if all tasks are dumped:
8525          */
8526         if (!state_filter)
8527                 debug_show_all_locks();
8528 }
8529
8530 /**
8531  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
8532  * @idle: task in question
8533  * @cpu: CPU the idle task belongs to
8534  *
8535  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
8536  * flag, to make booting more robust.
8537  */
8538 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
8539 {
8540         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8541         unsigned long flags;
8542
8543         __sched_fork(0, idle);
8544
8545         /*
8546          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
8547          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
8548          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
8549          * kthreads.
8550          */
8551         set_kthread_struct(idle);
8552
8553         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
8554         raw_spin_rq_lock(rq);
8555
8556         idle->__state = TASK_RUNNING;
8557         idle->se.exec_start = sched_clock();
8558         /*
8559          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
8560          * look like a proper per-CPU kthread.
8561          */
8562         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
8563         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
8564
8565         scs_task_reset(idle);
8566         kasan_unpoison_task_stack(idle);
8567
8568 #ifdef CONFIG_SMP
8569         /*
8570          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
8571          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
8572          *
8573          * And since this is boot we can forgo the serialization.
8574          */
8575         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
8576 #endif
8577         /*
8578          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
8579          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
8580          * lockdep check in task_group() will fail.
8581          *
8582          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
8583          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
8584          *
8585          * Silence PROVE_RCU
8586          */
8587         rcu_read_lock();
8588         __set_task_cpu(idle, cpu);
8589         rcu_read_unlock();
8590
8591         rq->idle = idle;
8592         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
8593         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
8594 #ifdef CONFIG_SMP
8595         idle->on_cpu = 1;
8596 #endif
8597         raw_spin_rq_unlock(rq);
8598         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
8599
8600         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
8601         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
8602
8603         /*
8604          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
8605          */
8606         idle->sched_class = &idle_sched_class;
8607         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
8608         vtime_init_idle(idle, cpu);
8609 #ifdef CONFIG_SMP
8610         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
8611 #endif
8612 }
8613
8614 #ifdef CONFIG_SMP
8615
8616 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
8617                               const struct cpumask *trial)
8618 {
8619         int ret = 1;
8620
8621         if (!cpumask_weight(cur))
8622                 return ret;
8623
8624         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
8625
8626         return ret;
8627 }
8628
8629 int task_can_attach(struct task_struct *p,
8630                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
8631 {
8632         int ret = 0;
8633
8634         /*
8635          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
8636          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
8637          * affinity and isolating such threads by their set of
8638          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
8639          * applicable for such threads.  This prevents checking for
8640          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
8641          * before cpus_mask may be changed.
8642          */
8643         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8644                 ret = -EINVAL;
8645                 goto out;
8646         }
8647
8648         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
8649                                               cs_cpus_allowed))
8650                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
8651
8652 out:
8653         return ret;
8654 }
8655
8656 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
8657
8658 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8659 /* Migrate current task p to target_cpu */
8660 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
8661 {
8662         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
8663         int curr_cpu = task_cpu(p);
8664
8665         if (curr_cpu == target_cpu)
8666                 return 0;
8667
8668         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
8669                 return -EINVAL;
8670
8671         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
8672
8673         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
8674         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
8675 }
8676
8677 /*
8678  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
8679  * tasks on the runqueues
8680  */
8681 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
8682 {
8683         bool queued, running;
8684         struct rq_flags rf;
8685         struct rq *rq;
8686
8687         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8688         queued = task_on_rq_queued(p);
8689         running = task_current(rq, p);
8690
8691         if (queued)
8692                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
8693         if (running)
8694                 put_prev_task(rq, p);
8695
8696         p->numa_preferred_nid = nid;
8697
8698         if (queued)
8699                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
8700         if (running)
8701                 set_next_task(rq, p);
8702         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8703 }
8704 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8705
8706 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8707 /*
8708  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
8709  * offline.
8710  */
8711 void idle_task_exit(void)
8712 {
8713         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
8714
8715         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
8716         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
8717
8718         if (mm != &init_mm) {
8719                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
8720                 finish_arch_post_lock_switch();
8721         }
8722
8723         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
8724 }
8725
8726 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
8727 {
8728         struct task_struct *p = arg;
8729         struct rq *rq = this_rq();
8730         struct rq_flags rf;
8731         int cpu;
8732
8733         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
8734         rq_lock(rq, &rf);
8735
8736         update_rq_clock(rq);
8737
8738         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
8739                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
8740                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
8741         }
8742
8743         rq_unlock(rq, &rf);
8744         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
8745
8746         put_task_struct(p);
8747
8748         return 0;
8749 }
8750
8751 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
8752
8753 /*
8754  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
8755  *
8756  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
8757  * effective when the hotplug motion is down.
8758  */
8759 static void balance_push(struct rq *rq)
8760 {
8761         struct task_struct *push_task = rq->curr;
8762
8763         lockdep_assert_rq_held(rq);
8764         SCHED_WARN_ON(rq->cpu != smp_processor_id());
8765
8766         /*
8767          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
8768          */
8769         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8770
8771         /*
8772          * Only active while going offline.
8773          */
8774         if (!cpu_dying(rq->cpu))
8775                 return;
8776
8777         /*
8778          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
8779          * required to complete the hotplug process.
8780          */
8781         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
8782             is_migration_disabled(push_task)) {
8783
8784                 /*
8785                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
8786                  * up the hotplug control thread which might wait for the
8787                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
8788                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
8789                  * and can't obviously be running in parallel.
8790                  *
8791                  * On RT kernels this also has to check whether there are
8792                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
8793                  * need to leave the migrate disabled section first.
8794                  */
8795                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
8796                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
8797                         raw_spin_rq_unlock(rq);
8798                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
8799                         raw_spin_rq_lock(rq);
8800                 }
8801                 return;
8802         }
8803
8804         get_task_struct(push_task);
8805         /*
8806          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
8807          * Both preemption and IRQs are still disabled.
8808          */
8809         raw_spin_rq_unlock(rq);
8810         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
8811                             this_cpu_ptr(&push_work));
8812         /*
8813          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
8814          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
8815          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
8816          */
8817         raw_spin_rq_lock(rq);
8818 }
8819
8820 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
8821 {
8822         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8823         struct rq_flags rf;
8824
8825         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8826         if (on) {
8827                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
8828                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8829         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
8830                 rq->balance_callback = NULL;
8831         }
8832         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8833 }
8834
8835 /*
8836  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
8837  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
8838  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
8839  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
8840  */
8841 static void balance_hotplug_wait(void)
8842 {
8843         struct rq *rq = this_rq();
8844
8845         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
8846                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
8847                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
8848 }
8849
8850 #else
8851
8852 static inline void balance_push(struct rq *rq)
8853 {
8854 }
8855
8856 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
8857 {
8858 }
8859
8860 static inline void balance_hotplug_wait(void)
8861 {
8862 }
8863
8864 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
8865
8866 void set_rq_online(struct rq *rq)
8867 {
8868         if (!rq->online) {
8869                 const struct sched_class *class;
8870
8871                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8872                 rq->online = 1;
8873
8874                 for_each_class(class) {
8875                         if (class->rq_online)
8876                                 class->rq_online(rq);
8877                 }
8878         }
8879 }
8880
8881 void set_rq_offline(struct rq *rq)
8882 {
8883         if (rq->online) {
8884                 const struct sched_class *class;
8885
8886                 for_each_class(class) {
8887                         if (class->rq_offline)
8888                                 class->rq_offline(rq);
8889                 }
8890
8891                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8892                 rq->online = 0;
8893         }
8894 }
8895
8896 /*
8897  * used to mark begin/end of suspend/resume:
8898  */
8899 static int num_cpus_frozen;
8900
8901 /*
8902  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
8903  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
8904  * around partition_sched_domains().
8905  *
8906  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
8907  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
8908  */
8909 static void cpuset_cpu_active(void)
8910 {
8911         if (cpuhp_tasks_frozen) {
8912                 /*
8913                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
8914                  * resume sequence. As long as this is not the last online
8915                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
8916                  * domain, ignoring cpusets.
8917                  */
8918                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8919                 if (--num_cpus_frozen)
8920                         return;
8921                 /*
8922                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
8923                  * restore the original sched domains by considering the
8924                  * cpuset configurations.
8925                  */
8926                 cpuset_force_rebuild();
8927         }
8928         cpuset_update_active_cpus();
8929 }
8930
8931 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
8932 {
8933         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
8934                 if (dl_cpu_busy(cpu))
8935                         return -EBUSY;
8936                 cpuset_update_active_cpus();
8937         } else {
8938                 num_cpus_frozen++;
8939                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8940         }
8941         return 0;
8942 }
8943
8944 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
8945 {
8946         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8947         struct rq_flags rf;
8948
8949         /*
8950          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
8951          * regular tasks.
8952          */
8953         balance_push_set(cpu, false);
8954
8955 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8956         /*
8957          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
8958          */
8959         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
8960                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
8961 #endif
8962         set_cpu_active(cpu, true);
8963
8964         if (sched_smp_initialized) {
8965                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
8966                 cpuset_cpu_active();
8967         }
8968
8969         /*
8970          * Put the rq online, if not already. This happens:
8971          *
8972          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
8973          *    after all CPUs have been brought up.
8974          *
8975          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
8976          *    domains.
8977          */
8978         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8979         if (rq->rd) {
8980                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
8981                 set_rq_online(rq);
8982         }
8983         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8984
8985         return 0;
8986 }
8987
8988 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
8989 {
8990         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8991         struct rq_flags rf;
8992         int ret;
8993
8994         /*
8995          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
8996          * load balancing when not active
8997          */
8998         nohz_balance_exit_idle(rq);
8999
9000         set_cpu_active(cpu, false);
9001
9002         /*
9003          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
9004          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
9005          * push those tasks away until this gets cleared, see
9006          * sched_cpu_dying().
9007          */
9008         balance_push_set(cpu, true);
9009
9010         /*
9011          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
9012          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
9013          * all new such users will observe it.
9014          *
9015          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
9016          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
9017          *
9018          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
9019          */
9020         synchronize_rcu();
9021
9022         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9023         if (rq->rd) {
9024                 update_rq_clock(rq);
9025                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9026                 set_rq_offline(rq);
9027         }
9028         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9029
9030 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9031         /*
9032          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
9033          */
9034         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9035                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
9036
9037         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
9038 #endif
9039
9040         if (!sched_smp_initialized)
9041                 return 0;
9042
9043         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
9044         if (ret) {
9045                 balance_push_set(cpu, false);
9046                 set_cpu_active(cpu, true);
9047                 return ret;
9048         }
9049         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
9050         return 0;
9051 }
9052
9053 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
9054 {
9055         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9056
9057         rq->calc_load_update = calc_load_update;
9058         update_max_interval();
9059 }
9060
9061 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
9062 {
9063         sched_core_cpu_starting(cpu);
9064         sched_rq_cpu_starting(cpu);
9065         sched_tick_start(cpu);
9066         return 0;
9067 }
9068
9069 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9070
9071 /*
9072  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
9073  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
9074  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
9075  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
9076  * any of those which might be on the way out are gone.
9077  *
9078  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
9079  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
9080  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
9081  */
9082 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
9083 {
9084         balance_hotplug_wait();
9085         return 0;
9086 }
9087
9088 /*
9089  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
9090  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
9091  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
9092  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
9093  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
9094  *
9095  * Also see the comment "Global load-average calculations".
9096  */
9097 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
9098 {
9099         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
9100
9101         if (delta)
9102                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9103 }
9104
9105 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9106 {
9107         struct task_struct *g, *p;
9108         int cpu = cpu_of(rq);
9109
9110         lockdep_assert_rq_held(rq);
9111
9112         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9113         for_each_process_thread(g, p) {
9114                 if (task_cpu(p) != cpu)
9115                         continue;
9116
9117                 if (!task_on_rq_queued(p))
9118                         continue;
9119
9120                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9121         }
9122 }
9123
9124 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9125 {
9126         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9127         struct rq_flags rf;
9128
9129         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9130         sched_tick_stop(cpu);
9131
9132         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9133         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9134                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9135                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9136         }
9137         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9138
9139         calc_load_migrate(rq);
9140         update_max_interval();
9141         hrtick_clear(rq);
9142         sched_core_cpu_dying(cpu);
9143         return 0;
9144 }
9145 #endif
9146
9147 void __init sched_init_smp(void)
9148 {
9149         sched_init_numa();
9150
9151         /*
9152          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9153          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9154          * happen.
9155          */
9156         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9157         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9158         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9159
9160         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9161         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
9162                 BUG();
9163         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9164         sched_init_granularity();
9165
9166         init_sched_rt_class();
9167         init_sched_dl_class();
9168
9169         sched_smp_initialized = true;
9170 }
9171
9172 static int __init migration_init(void)
9173 {
9174         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9175         return 0;
9176 }
9177 early_initcall(migration_init);
9178
9179 #else
9180 void __init sched_init_smp(void)
9181 {
9182         sched_init_granularity();
9183 }
9184 #endif /* CONFIG_SMP */
9185
9186 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9187 {
9188         return in_lock_functions(addr) ||
9189                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9190                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9191 }
9192
9193 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9194 /*
9195  * Default task group.
9196  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9197  */
9198 struct task_group root_task_group;
9199 LIST_HEAD(task_groups);
9200
9201 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9202 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
9203 #endif
9204
9205 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
9206 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
9207
9208 void __init sched_init(void)
9209 {
9210         unsigned long ptr = 0;
9211         int i;
9212
9213         /* Make sure the linker didn't screw up */
9214         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
9215                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
9216                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
9217 #ifdef CONFIG_SMP
9218         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
9219 #endif
9220
9221         wait_bit_init();
9222
9223 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9224         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9225 #endif
9226 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9227         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9228 #endif
9229         if (ptr) {
9230                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9231
9232 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9233                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9234                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9235
9236                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9237                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9238
9239                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9240                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9241 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9242 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9243                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9244                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9245
9246                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9247                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9248
9249 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9250         }
9251 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
9252         for_each_possible_cpu(i) {
9253                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9254                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9255                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9256                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9257         }
9258 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
9259
9260         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9261         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9262
9263 #ifdef CONFIG_SMP
9264         init_defrootdomain();
9265 #endif
9266
9267 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9268         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9269                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9270 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9271
9272 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9273         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9274
9275         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9276         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9277         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9278         autogroup_init(&init_task);
9279 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9280
9281         for_each_possible_cpu(i) {
9282                 struct rq *rq;
9283
9284                 rq = cpu_rq(i);
9285                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9286                 rq->nr_running = 0;
9287                 rq->calc_load_active = 0;
9288                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9289                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9290                 init_rt_rq(&rq->rt);
9291                 init_dl_rq(&rq->dl);
9292 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9293                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9294                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9295                 /*
9296                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9297                  *
9298                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9299                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9300                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9301                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9302                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9303                  * (se->load.weight).
9304                  *
9305                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9306                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9307                  * then A0's share of the CPU resource is:
9308                  *
9309                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9310                  *
9311                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9312                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9313                  */
9314                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9315 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9316
9317                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9318 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9319                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9320 #endif
9321 #ifdef CONFIG_SMP
9322                 rq->sd = NULL;
9323                 rq->rd = NULL;
9324                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9325                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9326                 rq->active_balance = 0;
9327                 rq->next_balance = jiffies;
9328                 rq->push_cpu = 0;
9329                 rq->cpu = i;
9330                 rq->online = 0;
9331                 rq->idle_stamp = 0;
9332                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9333                 rq->wake_stamp = jiffies;
9334                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9335                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9336
9337                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9338
9339                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9340 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9341                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9342                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9343
9344                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9345 #endif
9346 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9347                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9348 #endif
9349 #endif /* CONFIG_SMP */
9350                 hrtick_rq_init(rq);
9351                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9352
9353 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9354                 rq->core = rq;
9355                 rq->core_pick = NULL;
9356                 rq->core_enabled = 0;
9357                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9358                 rq->core_forceidle = false;
9359
9360                 rq->core_cookie = 0UL;
9361 #endif
9362         }
9363
9364         set_load_weight(&init_task, false);
9365
9366         /*
9367          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9368          */
9369         mmgrab(&init_mm);
9370         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9371
9372         /*
9373          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9374          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9375          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9376          * when this runqueue becomes "idle".
9377          */
9378         init_idle(current, smp_processor_id());
9379
9380         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9381
9382 #ifdef CONFIG_SMP
9383         idle_thread_set_boot_cpu();
9384         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9385 #endif
9386         init_sched_fair_class();
9387
9388         psi_init();
9389
9390         init_uclamp();
9391
9392         scheduler_running = 1;
9393 }
9394
9395 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9396 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
9397 {
9398         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
9399
9400         return (nested == preempt_offset);
9401 }
9402
9403 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9404 {
9405         unsigned int state = get_current_state();
9406         /*
9407          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9408          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9409          * otherwise we will destroy state.
9410          */
9411         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9412                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9413                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
9414                         (void *)current->task_state_change,
9415                         (void *)current->task_state_change);
9416
9417         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
9418 }
9419 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9420
9421 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9422 {
9423         /* Ratelimiting timestamp: */
9424         static unsigned long prev_jiffy;
9425
9426         unsigned long preempt_disable_ip;
9427
9428         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9429         rcu_sleep_check();
9430
9431         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
9432              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9433             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9434             oops_in_progress)
9435                 return;
9436
9437         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9438                 return;
9439         prev_jiffy = jiffies;
9440
9441         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9442         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9443
9444         printk(KERN_ERR
9445                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9446                         file, line);
9447         printk(KERN_ERR
9448                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9449                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9450                         current->pid, current->comm);
9451
9452         if (task_stack_end_corrupted(current))
9453                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9454
9455         debug_show_held_locks(current);
9456         if (irqs_disabled())
9457                 print_irqtrace_events(current);
9458         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
9459             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
9460                 pr_err("Preemption disabled at:");
9461                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
9462         }
9463         dump_stack();
9464         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9465 }
9466 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
9467
9468 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9469 {
9470         static unsigned long prev_jiffy;
9471
9472         if (irqs_disabled())
9473                 return;
9474
9475         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9476                 return;
9477
9478         if (preempt_count() > preempt_offset)
9479                 return;
9480
9481         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9482                 return;
9483         prev_jiffy = jiffies;
9484
9485         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
9486         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9487                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9488                         current->pid, current->comm);
9489
9490         debug_show_held_locks(current);
9491         dump_stack();
9492         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9493 }
9494 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
9495
9496 #ifdef CONFIG_SMP
9497 void __cant_migrate(const char *file, int line)
9498 {
9499         static unsigned long prev_jiffy;
9500
9501         if (irqs_disabled())
9502                 return;
9503
9504         if (is_migration_disabled(current))
9505                 return;
9506
9507         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9508                 return;
9509
9510         if (preempt_count() > 0)
9511                 return;
9512
9513         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9514                 return;
9515         prev_jiffy = jiffies;
9516
9517         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
9518         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
9519                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
9520                current->pid, current->comm);
9521
9522         debug_show_held_locks(current);
9523         dump_stack();
9524         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9525 }
9526 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
9527 #endif
9528 #endif
9529
9530 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9531 void normalize_rt_tasks(void)
9532 {
9533         struct task_struct *g, *p;
9534         struct sched_attr attr = {
9535                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
9536         };
9537
9538         read_lock(&tasklist_lock);
9539         for_each_process_thread(g, p) {
9540                 /*
9541                  * Only normalize user tasks:
9542                  */
9543                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
9544                         continue;
9545
9546                 p->se.exec_start = 0;
9547                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
9548                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
9549                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
9550
9551                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
9552                         /*
9553                          * Renice negative nice level userspace
9554                          * tasks back to 0:
9555                          */
9556                         if (task_nice(p) < 0)
9557                                 set_user_nice(p, 0);
9558                         continue;
9559                 }
9560
9561                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
9562         }
9563         read_unlock(&tasklist_lock);
9564 }
9565
9566 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9567
9568 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
9569 /*
9570  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
9571  *
9572  * They can only be called when the whole system has been
9573  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
9574  * activity can take place. Using them for anything else would
9575  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
9576  * under any other configuration.
9577  */
9578
9579 /**
9580  * curr_task - return the current task for a given CPU.
9581  * @cpu: the processor in question.
9582  *
9583  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9584  *
9585  * Return: The current task for @cpu.
9586  */
9587 struct task_struct *curr_task(int cpu)
9588 {
9589         return cpu_curr(cpu);
9590 }
9591
9592 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
9593
9594 #ifdef CONFIG_IA64
9595 /**
9596  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
9597  * @cpu: the processor in question.
9598  * @p: the task pointer to set.
9599  *
9600  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
9601  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
9602  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
9603  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
9604  * and caller must save the original value of the current task (see
9605  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
9606  * re-starting the system.
9607  *
9608  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9609  */
9610 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
9611 {
9612         cpu_curr(cpu) = p;
9613 }
9614
9615 #endif
9616
9617 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9618 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
9619 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
9620
9621 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
9622                                             struct task_group *parent)
9623 {
9624 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9625         enum uclamp_id clamp_id;
9626
9627         for_each_clamp_id(clamp_id) {
9628                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
9629                               uclamp_none(clamp_id), false);
9630                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
9631         }
9632 #endif
9633 }
9634
9635 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
9636 {
9637         free_fair_sched_group(tg);
9638         free_rt_sched_group(tg);
9639         autogroup_free(tg);
9640         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
9641 }
9642
9643 /* allocate runqueue etc for a new task group */
9644 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
9645 {
9646         struct task_group *tg;
9647
9648         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
9649         if (!tg)
9650                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9651
9652         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
9653                 goto err;
9654
9655         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
9656                 goto err;
9657
9658         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
9659
9660         return tg;
9661
9662 err:
9663         sched_free_group(tg);
9664         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9665 }
9666
9667 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9668 {
9669         unsigned long flags;
9670
9671         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9672         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
9673
9674         /* Root should already exist: */
9675         WARN_ON(!parent);
9676
9677         tg->parent = parent;
9678         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
9679         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
9680         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9681
9682         online_fair_sched_group(tg);
9683 }
9684
9685 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
9686 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
9687 {
9688         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
9689         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
9690 }
9691
9692 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
9693 {
9694         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
9695         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
9696 }
9697
9698 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
9699 {
9700         unsigned long flags;
9701
9702         /* End participation in shares distribution: */
9703         unregister_fair_sched_group(tg);
9704
9705         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9706         list_del_rcu(&tg->list);
9707         list_del_rcu(&tg->siblings);
9708         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9709 }
9710
9711 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
9712 {
9713         struct task_group *tg;
9714
9715         /*
9716          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
9717          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
9718          * to prevent lockdep warnings.
9719          */
9720         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
9721                           struct task_group, css);
9722         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
9723         tsk->sched_task_group = tg;
9724
9725 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9726         if (tsk->sched_class->task_change_group)
9727                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
9728         else
9729 #endif
9730                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
9731 }
9732
9733 /*
9734  * Change task's runqueue when it moves between groups.
9735  *
9736  * The caller of this function should have put the task in its new group by
9737  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
9738  * its new group.
9739  */
9740 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
9741 {
9742         int queued, running, queue_flags =
9743                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
9744         struct rq_flags rf;
9745         struct rq *rq;
9746
9747         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
9748         update_rq_clock(rq);
9749
9750         running = task_current(rq, tsk);
9751         queued = task_on_rq_queued(tsk);
9752
9753         if (queued)
9754                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
9755         if (running)
9756                 put_prev_task(rq, tsk);
9757
9758         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
9759
9760         if (queued)
9761                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
9762         if (running) {
9763                 set_next_task(rq, tsk);
9764                 /*
9765                  * After changing group, the running task may have joined a
9766                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
9767                  * resched to make sure that task can still run.
9768                  */
9769                 resched_curr(rq);
9770         }
9771
9772         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
9773 }
9774
9775 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
9776 {
9777         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
9778 }
9779
9780 static struct cgroup_subsys_state *
9781 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
9782 {
9783         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
9784         struct task_group *tg;
9785
9786         if (!parent) {
9787                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9788                 return &root_task_group.css;
9789         }
9790
9791         tg = sched_create_group(parent);
9792         if (IS_ERR(tg))
9793                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9794
9795         return &tg->css;
9796 }
9797
9798 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
9799 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
9800 {
9801         struct task_group *tg = css_tg(css);
9802         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
9803
9804         if (parent)
9805                 sched_online_group(tg, parent);
9806
9807 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9808         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
9809         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9810         rcu_read_lock();
9811         cpu_util_update_eff(css);
9812         rcu_read_unlock();
9813         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
9814 #endif
9815
9816         return 0;
9817 }
9818
9819 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
9820 {
9821         struct task_group *tg = css_tg(css);
9822
9823         sched_offline_group(tg);
9824 }
9825
9826 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
9827 {
9828         struct task_group *tg = css_tg(css);
9829
9830         /*
9831          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
9832          */
9833         sched_free_group(tg);
9834 }
9835
9836 /*
9837  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
9838  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
9839  */
9840 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
9841 {
9842         struct rq_flags rf;
9843         struct rq *rq;
9844
9845         rq = task_rq_lock(task, &rf);
9846
9847         update_rq_clock(rq);
9848         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
9849
9850         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
9851 }
9852
9853 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9854 {
9855         struct task_struct *task;
9856         struct cgroup_subsys_state *css;
9857         int ret = 0;
9858
9859         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
9860 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9861                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
9862                         return -EINVAL;
9863 #endif
9864                 /*
9865                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
9866                  * running, we're sure to observe its full state.
9867                  */
9868                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
9869                 /*
9870                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
9871                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
9872                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
9873                  */
9874                 if (READ_ONCE(task->__state) == TASK_NEW)
9875                         ret = -EINVAL;
9876                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
9877
9878                 if (ret)
9879                         break;
9880         }
9881         return ret;
9882 }
9883
9884 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9885 {
9886         struct task_struct *task;
9887         struct cgroup_subsys_state *css;
9888
9889         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
9890                 sched_move_task(task);
9891 }
9892
9893 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9894 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
9895 {
9896         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
9897         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
9898         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
9899         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
9900         enum uclamp_id clamp_id;
9901         unsigned int clamps;
9902
9903         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
9904         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
9905
9906         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
9907                 uc_parent = css_tg(css)->parent
9908                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
9909
9910                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9911                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
9912                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
9913                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
9914                         if (uc_parent &&
9915                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
9916                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
9917                         }
9918                 }
9919                 /* Ensure protection is always capped by limit */
9920                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
9921
9922                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
9923                 clamps = 0x0;
9924                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
9925                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9926                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
9927                                 continue;
9928                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
9929                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
9930                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
9931                 }
9932                 if (!clamps) {
9933                         css = css_rightmost_descendant(css);
9934                         continue;
9935                 }
9936
9937                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
9938                 uclamp_update_active_tasks(css);
9939         }
9940 }
9941
9942 /*
9943  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
9944  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
9945  * character constant, use two levels of macros.
9946  */
9947 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
9948 #define POW10(exp) _POW10(exp)
9949
9950 struct uclamp_request {
9951 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
9952 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
9953         s64 percent;
9954         u64 util;
9955         int ret;
9956 };
9957
9958 static inline struct uclamp_request
9959 capacity_from_percent(char *buf)
9960 {
9961         struct uclamp_request req = {
9962                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
9963                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
9964                 .ret = 0,
9965         };
9966
9967         buf = strim(buf);
9968         if (strcmp(buf, "max")) {
9969                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
9970                                              &req.percent);
9971                 if (req.ret)
9972                         return req;
9973                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
9974                         req.ret = -ERANGE;
9975                         return req;
9976                 }
9977
9978                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
9979                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
9980         }
9981
9982         return req;
9983 }
9984
9985 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
9986                                 size_t nbytes, loff_t off,
9987                                 enum uclamp_id clamp_id)
9988 {
9989         struct uclamp_request req;
9990         struct task_group *tg;
9991
9992         req = capacity_from_percent(buf);
9993         if (req.ret)
9994                 return req.ret;
9995
9996         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
9997
9998         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9999         rcu_read_lock();
10000
10001         tg = css_tg(of_css(of));
10002         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
10003                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
10004
10005         /*
10006          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
10007          * exact requested value
10008          */
10009         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
10010
10011         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
10012         cpu_util_update_eff(of_css(of));
10013
10014         rcu_read_unlock();
10015         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10016
10017         return nbytes;
10018 }
10019
10020 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
10021                                     char *buf, size_t nbytes,
10022                                     loff_t off)
10023 {
10024         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
10025 }
10026
10027 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10028                                     char *buf, size_t nbytes,
10029                                     loff_t off)
10030 {
10031         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
10032 }
10033
10034 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
10035                                     enum uclamp_id clamp_id)
10036 {
10037         struct task_group *tg;
10038         u64 util_clamp;
10039         u64 percent;
10040         u32 rem;
10041
10042         rcu_read_lock();
10043         tg = css_tg(seq_css(sf));
10044         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
10045         rcu_read_unlock();
10046
10047         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
10048                 seq_puts(sf, "max\n");
10049                 return;
10050         }
10051
10052         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
10053         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
10054         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
10055 }
10056
10057 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
10058 {
10059         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
10060         return 0;
10061 }
10062
10063 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10064 {
10065         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
10066         return 0;
10067 }
10068 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
10069
10070 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10071 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10072                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
10073 {
10074         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
10075                 shareval = MAX_SHARES;
10076         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
10077 }
10078
10079 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10080                                struct cftype *cft)
10081 {
10082         struct task_group *tg = css_tg(css);
10083
10084         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
10085 }
10086
10087 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10088 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
10089
10090 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
10091 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
10092 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
10093 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
10094
10095 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
10096
10097 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
10098                                 u64 burst)
10099 {
10100         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
10101         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10102
10103         if (tg == &root_task_group)
10104                 return -EINVAL;
10105
10106         /*
10107          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10108          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10109          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10110          */
10111         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10112                 return -EINVAL;
10113
10114         /*
10115          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10116          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10117          * feasibility.
10118          */
10119         if (period > max_cfs_quota_period)
10120                 return -EINVAL;
10121
10122         /*
10123          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10124          */
10125         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10126                 return -EINVAL;
10127
10128         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10129                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10130                 return -EINVAL;
10131
10132         /*
10133          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10134          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10135          */
10136         cpus_read_lock();
10137         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
10138         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10139         if (ret)
10140                 goto out_unlock;
10141
10142         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10143         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10144         /*
10145          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10146          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10147          */
10148         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10149                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10150         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
10151         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10152         cfs_b->quota = quota;
10153         cfs_b->burst = burst;
10154
10155         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10156
10157         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
10158         if (runtime_enabled)
10159                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10160
10161         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
10162
10163         for_each_online_cpu(i) {
10164                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10165                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10166                 struct rq_flags rf;
10167
10168                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10169                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10170                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10171
10172                 if (cfs_rq->throttled)
10173                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10174                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10175         }
10176         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10177                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10178 out_unlock:
10179         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
10180         cpus_read_unlock();
10181
10182         return ret;
10183 }
10184
10185 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10186 {
10187         u64 quota, period, burst;
10188
10189         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10190         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10191         if (cfs_quota_us < 0)
10192                 quota = RUNTIME_INF;
10193         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10194                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10195         else
10196                 return -EINVAL;
10197
10198         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10199 }
10200
10201 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10202 {
10203         u64 quota_us;
10204
10205         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10206                 return -1;
10207
10208         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10209         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10210
10211         return quota_us;
10212 }
10213
10214 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10215 {
10216         u64 quota, period, burst;
10217
10218         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10219                 return -EINVAL;
10220
10221         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10222         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10223         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10224
10225         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10226 }
10227
10228 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10229 {
10230         u64 cfs_period_us;
10231
10232         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10233         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10234
10235         return cfs_period_us;
10236 }
10237
10238 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10239 {
10240         u64 quota, period, burst;
10241
10242         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10243                 return -EINVAL;
10244
10245         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10246         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10247         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10248
10249         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10250 }
10251
10252 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10253 {
10254         u64 burst_us;
10255
10256         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10257         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10258
10259         return burst_us;
10260 }
10261
10262 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10263                                   struct cftype *cft)
10264 {
10265         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10266 }
10267
10268 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10269                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10270 {
10271         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10272 }
10273
10274 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10275                                    struct cftype *cft)
10276 {
10277         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10278 }
10279
10280 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10281                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10282 {
10283         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10284 }
10285
10286 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10287                                   struct cftype *cft)
10288 {
10289         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10290 }
10291
10292 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10293                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10294 {
10295         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10296 }
10297
10298 struct cfs_schedulable_data {
10299         struct task_group *tg;
10300         u64 period, quota;
10301 };
10302
10303 /*
10304  * normalize group quota/period to be quota/max_period
10305  * note: units are usecs
10306  */
10307 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
10308                                struct cfs_schedulable_data *d)
10309 {
10310         u64 quota, period;
10311
10312         if (tg == d->tg) {
10313                 period = d->period;
10314                 quota = d->quota;
10315         } else {
10316                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10317                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10318         }
10319
10320         /* note: these should typically be equivalent */
10321         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10322                 return RUNTIME_INF;
10323
10324         return to_ratio(period, quota);
10325 }
10326
10327 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10328 {
10329         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10330         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10331         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10332
10333         if (!tg->parent) {
10334                 quota = RUNTIME_INF;
10335         } else {
10336                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
10337
10338                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10339                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10340
10341                 /*
10342                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10343                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10344                  * limit is set:
10345                  */
10346                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10347                         quota = min(quota, parent_quota);
10348                 } else {
10349                         if (quota == RUNTIME_INF)
10350                                 quota = parent_quota;
10351                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10352                                 return -EINVAL;
10353                 }
10354         }
10355         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10356
10357         return 0;
10358 }
10359
10360 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10361 {
10362         int ret;
10363         struct cfs_schedulable_data data = {
10364                 .tg = tg,
10365                 .period = period,
10366                 .quota = quota,
10367         };
10368
10369         if (quota != RUNTIME_INF) {
10370                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10371                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10372         }
10373
10374         rcu_read_lock();
10375         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10376         rcu_read_unlock();
10377
10378         return ret;
10379 }
10380
10381 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10382 {
10383         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10384         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10385
10386         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10387         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10388         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10389
10390         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10391                 u64 ws = 0;
10392                 int i;
10393
10394                 for_each_possible_cpu(i)
10395                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
10396
10397                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10398         }
10399
10400         return 0;
10401 }
10402 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10403 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10404
10405 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10406 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10407                                 struct cftype *cft, s64 val)
10408 {
10409         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10410 }
10411
10412 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10413                                struct cftype *cft)
10414 {
10415         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10416 }
10417
10418 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10419                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10420 {
10421         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10422 }
10423
10424 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10425                                    struct cftype *cft)
10426 {
10427         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10428 }
10429 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10430
10431 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10432 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10433                                struct cftype *cft)
10434 {
10435         return css_tg(css)->idle;
10436 }
10437
10438 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10439                                 struct cftype *cft, s64 idle)
10440 {
10441         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
10442 }
10443 #endif
10444
10445 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10446 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10447         {
10448                 .name = "shares",
10449                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10450                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10451         },
10452         {
10453                 .name = "idle",
10454                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10455                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10456         },
10457 #endif
10458 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10459         {
10460                 .name = "cfs_quota_us",
10461                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10462                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10463         },
10464         {
10465                 .name = "cfs_period_us",
10466                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10467                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10468         },
10469         {
10470                 .name = "cfs_burst_us",
10471                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10472                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10473         },
10474         {
10475                 .name = "stat",
10476                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10477         },
10478 #endif
10479 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10480         {
10481                 .name = "rt_runtime_us",
10482                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
10483                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
10484         },
10485         {
10486                 .name = "rt_period_us",
10487                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
10488                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
10489         },
10490 #endif
10491 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10492         {
10493                 .name = "uclamp.min",
10494                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10495                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10496                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10497         },
10498         {
10499                 .name = "uclamp.max",
10500                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10501                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10502                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10503         },
10504 #endif
10505         { }     /* Terminate */
10506 };
10507
10508 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
10509                                struct cgroup_subsys_state *css)
10510 {
10511 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10512         {
10513                 struct task_group *tg = css_tg(css);
10514                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10515                 u64 throttled_usec;
10516
10517                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
10518                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
10519
10520                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
10521                            "nr_throttled %d\n"
10522                            "throttled_usec %llu\n",
10523                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
10524                            throttled_usec);
10525         }
10526 #endif
10527         return 0;
10528 }
10529
10530 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10531 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10532                                struct cftype *cft)
10533 {
10534         struct task_group *tg = css_tg(css);
10535         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
10536
10537         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
10538 }
10539
10540 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10541                                 struct cftype *cft, u64 weight)
10542 {
10543         /*
10544          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
10545          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
10546          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
10547          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
10548          * the original value over the entire range.
10549          */
10550         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
10551                 return -ERANGE;
10552
10553         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
10554
10555         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10556 }
10557
10558 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10559                                     struct cftype *cft)
10560 {
10561         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
10562         int last_delta = INT_MAX;
10563         int prio, delta;
10564
10565         /* find the closest nice value to the current weight */
10566         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
10567                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
10568                 if (delta >= last_delta)
10569                         break;
10570                 last_delta = delta;
10571         }
10572
10573         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
10574 }
10575
10576 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10577                                      struct cftype *cft, s64 nice)
10578 {
10579         unsigned long weight;
10580         int idx;
10581
10582         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
10583                 return -ERANGE;
10584
10585         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
10586         idx = array_index_nospec(idx, 40);
10587         weight = sched_prio_to_weight[idx];
10588
10589         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10590 }
10591 #endif
10592
10593 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
10594                                                   long period, long quota)
10595 {
10596         if (quota < 0)
10597                 seq_puts(sf, "max");
10598         else
10599                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
10600
10601         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
10602 }
10603
10604 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
10605 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
10606                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
10607 {
10608         char tok[21];   /* U64_MAX */
10609
10610         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
10611                 return -EINVAL;
10612
10613         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
10614
10615         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
10616                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
10617         else if (!strcmp(tok, "max"))
10618                 *quotap = RUNTIME_INF;
10619         else
10620                 return -EINVAL;
10621
10622         return 0;
10623 }
10624
10625 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10626 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10627 {
10628         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10629
10630         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
10631         return 0;
10632 }
10633
10634 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10635                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
10636 {
10637         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
10638         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
10639         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
10640         u64 quota;
10641         int ret;
10642
10643         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
10644         if (!ret)
10645                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10646         return ret ?: nbytes;
10647 }
10648 #endif
10649
10650 static struct cftype cpu_files[] = {
10651 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10652         {
10653                 .name = "weight",
10654                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10655                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
10656                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
10657         },
10658         {
10659                 .name = "weight.nice",
10660                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10661                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
10662                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
10663         },
10664         {
10665                 .name = "idle",
10666                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10667                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10668                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10669         },
10670 #endif
10671 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10672         {
10673                 .name = "max",
10674                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10675                 .seq_show = cpu_max_show,
10676                 .write = cpu_max_write,
10677         },
10678         {
10679                 .name = "max.burst",
10680                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10681                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10682                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10683         },
10684 #endif
10685 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10686         {
10687                 .name = "uclamp.min",
10688                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10689                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10690                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10691         },
10692         {
10693                 .name = "uclamp.max",
10694                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10695                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10696                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10697         },
10698 #endif
10699         { }     /* terminate */
10700 };
10701
10702 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
10703         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
10704         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
10705         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
10706         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
10707         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
10708         .fork           = cpu_cgroup_fork,
10709         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
10710         .attach         = cpu_cgroup_attach,
10711         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
10712         .dfl_cftypes    = cpu_files,
10713         .early_init     = true,
10714         .threaded       = true,
10715 };
10716
10717 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
10718
10719 void dump_cpu_task(int cpu)
10720 {
10721         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
10722         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
10723 }
10724
10725 /*
10726  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
10727  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
10728  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
10729  * that remained on nice 0.
10730  *
10731  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
10732  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
10733  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
10734  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
10735  * the relative distance between them is ~25%.)
10736  */
10737 const int sched_prio_to_weight[40] = {
10738  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
10739  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
10740  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
10741  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
10742  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
10743  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
10744  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
10745  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
10746 };
10747
10748 /*
10749  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
10750  *
10751  * In cases where the weight does not change often, we can use the
10752  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
10753  * into multiplications:
10754  */
10755 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
10756  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
10757  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
10758  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
10759  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
10760  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
10761  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
10762  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
10763  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
10764 };
10765
10766 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
10767 {
10768         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
10769 }