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