sched/core: Check cpus_mask, not cpus_ptr in __set_cpus_allowed_ptr(), to fix mask...
[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 #include "sched.h"
10
11 #include <linux/nospec.h>
12
13 #include <linux/kcov.h>
14 #include <linux/scs.h>
15
16 #include <asm/switch_to.h>
17 #include <asm/tlb.h>
18
19 #include "../workqueue_internal.h"
20 #include "../../fs/io-wq.h"
21 #include "../smpboot.h"
22
23 #include "pelt.h"
24 #include "smp.h"
25
26 #define CREATE_TRACE_POINTS
27 #include <trace/events/sched.h>
28
29 /*
30  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
31  * associated with them) to allow external modules to probe them.
32  */
33 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
39
40 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
41
42 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
43 /*
44  * Debugging: various feature bits
45  *
46  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
47  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
48  * at compile time and compiler optimization based on features default.
49  */
50 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
51         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
52 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
53 #include "features.h"
54         0;
55 #undef SCHED_FEAT
56 #endif
57
58 /*
59  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
60  * Limited because this is done with IRQs disabled.
61  */
62 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
63
64 /*
65  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
66  * default: 1s
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
69
70 __read_mostly int scheduler_running;
71
72 /*
73  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
74  * default: 0.95s
75  */
76 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
77
78 /*
79  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
80  */
81 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
82         __acquires(rq->lock)
83 {
84         struct rq *rq;
85
86         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
87
88         for (;;) {
89                 rq = task_rq(p);
90                 raw_spin_lock(&rq->lock);
91                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
92                         rq_pin_lock(rq, rf);
93                         return rq;
94                 }
95                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
96
97                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
98                         cpu_relax();
99         }
100 }
101
102 /*
103  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
104  */
105 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
106         __acquires(p->pi_lock)
107         __acquires(rq->lock)
108 {
109         struct rq *rq;
110
111         for (;;) {
112                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
113                 rq = task_rq(p);
114                 raw_spin_lock(&rq->lock);
115                 /*
116                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
117                  *
118                  *      ACQUIRE (rq->lock)
119                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
120                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
121                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
122                  *                                      [L] ->on_rq
123                  *      RELEASE (rq->lock)
124                  *
125                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
126                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
127                  *
128                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
129                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
130                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
131                  */
132                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
133                         rq_pin_lock(rq, rf);
134                         return rq;
135                 }
136                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
137                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
138
139                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
140                         cpu_relax();
141         }
142 }
143
144 /*
145  * RQ-clock updating methods:
146  */
147
148 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
149 {
150 /*
151  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
152  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
153  */
154         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
155
156 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
157         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
158
159         /*
160          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
161          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
162          * {soft,}irq region.
163          *
164          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
165          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
166          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
167          * monotonic.
168          *
169          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
170          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
171          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
172          * atomic ops.
173          */
174         if (irq_delta > delta)
175                 irq_delta = delta;
176
177         rq->prev_irq_time += irq_delta;
178         delta -= irq_delta;
179 #endif
180 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
181         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
182                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
183                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
184
185                 if (unlikely(steal > delta))
186                         steal = delta;
187
188                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
189                 delta -= steal;
190         }
191 #endif
192
193         rq->clock_task += delta;
194
195 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
196         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
197                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
198 #endif
199         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
200 }
201
202 void update_rq_clock(struct rq *rq)
203 {
204         s64 delta;
205
206         lockdep_assert_held(&rq->lock);
207
208         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
209                 return;
210
211 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
212         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
213                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
214         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
215 #endif
216
217         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
218         if (delta < 0)
219                 return;
220         rq->clock += delta;
221         update_rq_clock_task(rq, delta);
222 }
223
224 static inline void
225 rq_csd_init(struct rq *rq, call_single_data_t *csd, smp_call_func_t func)
226 {
227         csd->flags = 0;
228         csd->func = func;
229         csd->info = rq;
230 }
231
232 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
233 /*
234  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
235  */
236
237 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
238 {
239         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
240                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
241 }
242
243 /*
244  * High-resolution timer tick.
245  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
246  */
247 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
248 {
249         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
250         struct rq_flags rf;
251
252         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
253
254         rq_lock(rq, &rf);
255         update_rq_clock(rq);
256         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
257         rq_unlock(rq, &rf);
258
259         return HRTIMER_NORESTART;
260 }
261
262 #ifdef CONFIG_SMP
263
264 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
265 {
266         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
267
268         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
269 }
270
271 /*
272  * called from hardirq (IPI) context
273  */
274 static void __hrtick_start(void *arg)
275 {
276         struct rq *rq = arg;
277         struct rq_flags rf;
278
279         rq_lock(rq, &rf);
280         __hrtick_restart(rq);
281         rq_unlock(rq, &rf);
282 }
283
284 /*
285  * Called to set the hrtick timer state.
286  *
287  * called with rq->lock held and irqs disabled
288  */
289 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
290 {
291         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
292         ktime_t time;
293         s64 delta;
294
295         /*
296          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
297          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
298          */
299         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
300         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
301
302         hrtimer_set_expires(timer, time);
303
304         if (rq == this_rq())
305                 __hrtick_restart(rq);
306         else
307                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
308 }
309
310 #else
311 /*
312  * Called to set the hrtick timer state.
313  *
314  * called with rq->lock held and irqs disabled
315  */
316 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
317 {
318         /*
319          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
320          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
321          */
322         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
323         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
324                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
325 }
326
327 #endif /* CONFIG_SMP */
328
329 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
330 {
331 #ifdef CONFIG_SMP
332         rq_csd_init(rq, &rq->hrtick_csd, __hrtick_start);
333 #endif
334         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
335         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
336 }
337 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
338 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
339 {
340 }
341
342 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
343 {
344 }
345 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
346
347 /*
348  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
349  */
350 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
351         ({                                                              \
352                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
353                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
354                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
355                                                                         \
356                 for (;;) {                                              \
357                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
358                         if (_old == _val)                               \
359                                 break;                                  \
360                         _val = _old;                                    \
361                 }                                                       \
362         _old;                                                           \
363 })
364
365 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
366 /*
367  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
368  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
369  * spurious IPIs.
370  */
371 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
372 {
373         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
374         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
375 }
376
377 /*
378  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
379  *
380  * If this returns true, then the idle task promises to call
381  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
382  */
383 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
384 {
385         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
386         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
387
388         for (;;) {
389                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
390                         return false;
391                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
392                         return true;
393                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
394                 if (old == val)
395                         break;
396                 val = old;
397         }
398         return true;
399 }
400
401 #else
402 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
403 {
404         set_tsk_need_resched(p);
405         return true;
406 }
407
408 #ifdef CONFIG_SMP
409 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
410 {
411         return false;
412 }
413 #endif
414 #endif
415
416 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
417 {
418         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
419
420         /*
421          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
422          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
423          * wakeup due to that.
424          *
425          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
426          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
427          */
428         smp_mb__before_atomic();
429         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
430                 return false;
431
432         /*
433          * The head is context local, there can be no concurrency.
434          */
435         *head->lastp = node;
436         head->lastp = &node->next;
437         return true;
438 }
439
440 /**
441  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
442  * @head: the wake_q_head to add @task to
443  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
444  *
445  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
446  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
447  * instantly.
448  *
449  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
450  * must be ready to be woken at this location.
451  */
452 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
453 {
454         if (__wake_q_add(head, task))
455                 get_task_struct(task);
456 }
457
458 /**
459  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
460  * @head: the wake_q_head to add @task to
461  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
462  *
463  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
464  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
465  * instantly.
466  *
467  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
468  * must be ready to be woken at this location.
469  *
470  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
471  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
472  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
473  * queued for wakeup.
474  */
475 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
476 {
477         if (!__wake_q_add(head, task))
478                 put_task_struct(task);
479 }
480
481 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
482 {
483         struct wake_q_node *node = head->first;
484
485         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
486                 struct task_struct *task;
487
488                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
489                 BUG_ON(!task);
490                 /* Task can safely be re-inserted now: */
491                 node = node->next;
492                 task->wake_q.next = NULL;
493
494                 /*
495                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
496                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
497                  */
498                 wake_up_process(task);
499                 put_task_struct(task);
500         }
501 }
502
503 /*
504  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
505  *
506  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
507  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
508  * the target CPU.
509  */
510 void resched_curr(struct rq *rq)
511 {
512         struct task_struct *curr = rq->curr;
513         int cpu;
514
515         lockdep_assert_held(&rq->lock);
516
517         if (test_tsk_need_resched(curr))
518                 return;
519
520         cpu = cpu_of(rq);
521
522         if (cpu == smp_processor_id()) {
523                 set_tsk_need_resched(curr);
524                 set_preempt_need_resched();
525                 return;
526         }
527
528         if (set_nr_and_not_polling(curr))
529                 smp_send_reschedule(cpu);
530         else
531                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
532 }
533
534 void resched_cpu(int cpu)
535 {
536         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
537         unsigned long flags;
538
539         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
540         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
541                 resched_curr(rq);
542         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
543 }
544
545 #ifdef CONFIG_SMP
546 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
547 /*
548  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
549  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
550  *
551  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
552  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
553  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
554  */
555 int get_nohz_timer_target(void)
556 {
557         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
558         struct sched_domain *sd;
559
560         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
561                 if (!idle_cpu(cpu))
562                         return cpu;
563                 default_cpu = cpu;
564         }
565
566         rcu_read_lock();
567         for_each_domain(cpu, sd) {
568                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
569                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
570                         if (cpu == i)
571                                 continue;
572
573                         if (!idle_cpu(i)) {
574                                 cpu = i;
575                                 goto unlock;
576                         }
577                 }
578         }
579
580         if (default_cpu == -1)
581                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
582         cpu = default_cpu;
583 unlock:
584         rcu_read_unlock();
585         return cpu;
586 }
587
588 /*
589  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
590  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
591  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
592  * idle system the next event might even be infinite time into the
593  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
594  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
595  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
596  * wheel for the next timer event.
597  */
598 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
599 {
600         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
601
602         if (cpu == smp_processor_id())
603                 return;
604
605         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
606                 smp_send_reschedule(cpu);
607         else
608                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
609 }
610
611 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
612 {
613         /*
614          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
615          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
616          * If needed we can still optimize that later with an
617          * empty IRQ.
618          */
619         if (cpu_is_offline(cpu))
620                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
621         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
622                 if (cpu != smp_processor_id() ||
623                     tick_nohz_tick_stopped())
624                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
625                 return true;
626         }
627
628         return false;
629 }
630
631 /*
632  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
633  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
634  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
635  */
636 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
637 {
638         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
639                 wake_up_idle_cpu(cpu);
640 }
641
642 static void nohz_csd_func(void *info)
643 {
644         struct rq *rq = info;
645         int cpu = cpu_of(rq);
646         unsigned int flags;
647
648         /*
649          * Release the rq::nohz_csd.
650          */
651         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
652         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
653
654         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
655         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
656                 rq->nohz_idle_balance = flags;
657                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
658         }
659 }
660
661 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
662
663 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
664 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
665 {
666         int fifo_nr_running;
667
668         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
669         if (rq->dl.dl_nr_running)
670                 return false;
671
672         /*
673          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
674          * actual RR behaviour.
675          */
676         if (rq->rt.rr_nr_running) {
677                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
678                         return true;
679                 else
680                         return false;
681         }
682
683         /*
684          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
685          * forced preemption between FIFO tasks.
686          */
687         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
688         if (fifo_nr_running)
689                 return true;
690
691         /*
692          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
693          * if there's more than one we need the tick for involuntary
694          * preemption.
695          */
696         if (rq->nr_running > 1)
697                 return false;
698
699         return true;
700 }
701 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
702 #endif /* CONFIG_SMP */
703
704 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
705                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
706 /*
707  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
708  * node and @up when leaving it for the final time.
709  *
710  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
711  */
712 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
713                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
714 {
715         struct task_group *parent, *child;
716         int ret;
717
718         parent = from;
719
720 down:
721         ret = (*down)(parent, data);
722         if (ret)
723                 goto out;
724         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
725                 parent = child;
726                 goto down;
727
728 up:
729                 continue;
730         }
731         ret = (*up)(parent, data);
732         if (ret || parent == from)
733                 goto out;
734
735         child = parent;
736         parent = parent->parent;
737         if (parent)
738                 goto up;
739 out:
740         return ret;
741 }
742
743 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
744 {
745         return 0;
746 }
747 #endif
748
749 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
750 {
751         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
752         struct load_weight *load = &p->se.load;
753
754         /*
755          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
756          */
757         if (task_has_idle_policy(p)) {
758                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
759                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
760                 return;
761         }
762
763         /*
764          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
765          * weight
766          */
767         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
768                 reweight_task(p, prio);
769         } else {
770                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
771                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
772         }
773 }
774
775 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
776 /*
777  * Serializes updates of utilization clamp values
778  *
779  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
780  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
781  * support enqueue/dequeue operations.
782  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
783  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
784  * updates or API abuses.
785  */
786 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
787
788 /* Max allowed minimum utilization */
789 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
790
791 /* Max allowed maximum utilization */
792 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
793
794 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
795 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
796
797 /* Integer rounded range for each bucket */
798 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
799
800 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
801         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
802
803 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
804 {
805         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
806 }
807
808 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
809 {
810         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
811 }
812
813 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
814 {
815         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
816                 return 0;
817         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
818 }
819
820 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
821                                  unsigned int value, bool user_defined)
822 {
823         uc_se->value = value;
824         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
825         uc_se->user_defined = user_defined;
826 }
827
828 static inline unsigned int
829 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
830                   unsigned int clamp_value)
831 {
832         /*
833          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
834          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
835          * max-clamp.
836          */
837         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
838                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
839                 return clamp_value;
840         }
841
842         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
843 }
844
845 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
846                                      unsigned int clamp_value)
847 {
848         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
849         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
850                 return;
851
852         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
853 }
854
855 static inline
856 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
857                                    unsigned int clamp_value)
858 {
859         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
860         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
861
862         /*
863          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
864          * top most bucket with tasks in.
865          */
866         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
867                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
868                         continue;
869                 return bucket[bucket_id].value;
870         }
871
872         /* No tasks -- default clamp values */
873         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
874 }
875
876 static inline struct uclamp_se
877 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
878 {
879         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
880 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
881         struct uclamp_se uc_max;
882
883         /*
884          * Tasks in autogroups or root task group will be
885          * restricted by system defaults.
886          */
887         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
888                 return uc_req;
889         if (task_group(p) == &root_task_group)
890                 return uc_req;
891
892         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
893         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
894                 return uc_max;
895 #endif
896
897         return uc_req;
898 }
899
900 /*
901  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
902  * priority:
903  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
904  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
905  *   group or in an autogroup
906  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
907  */
908 static inline struct uclamp_se
909 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
910 {
911         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
912         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
913
914         /* System default restrictions always apply */
915         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
916                 return uc_max;
917
918         return uc_req;
919 }
920
921 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
922 {
923         struct uclamp_se uc_eff;
924
925         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
926         if (p->uclamp[clamp_id].active)
927                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
928
929         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
930
931         return (unsigned long)uc_eff.value;
932 }
933
934 /*
935  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
936  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
937  * updates the rq's clamp value if required.
938  *
939  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
940  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
941  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
942  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
943  */
944 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
945                                     enum uclamp_id clamp_id)
946 {
947         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
948         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
949         struct uclamp_bucket *bucket;
950
951         lockdep_assert_held(&rq->lock);
952
953         /* Update task effective clamp */
954         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
955
956         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
957         bucket->tasks++;
958         uc_se->active = true;
959
960         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
961
962         /*
963          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
964          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
965          */
966         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
967                 bucket->value = uc_se->value;
968
969         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
970                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
971 }
972
973 /*
974  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
975  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
976  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
977  *
978  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
979  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
980  * enforce the expected state and warn.
981  */
982 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
983                                     enum uclamp_id clamp_id)
984 {
985         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
986         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
987         struct uclamp_bucket *bucket;
988         unsigned int bkt_clamp;
989         unsigned int rq_clamp;
990
991         lockdep_assert_held(&rq->lock);
992
993         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
994         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
995         if (likely(bucket->tasks))
996                 bucket->tasks--;
997         uc_se->active = false;
998
999         /*
1000          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1001          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1002          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1003          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1004          */
1005         if (likely(bucket->tasks))
1006                 return;
1007
1008         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1009         /*
1010          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1011          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1012          */
1013         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1014         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1015                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1016                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1017         }
1018 }
1019
1020 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1021 {
1022         enum uclamp_id clamp_id;
1023
1024         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1025                 return;
1026
1027         for_each_clamp_id(clamp_id)
1028                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1029
1030         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1031         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1032                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1033 }
1034
1035 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1036 {
1037         enum uclamp_id clamp_id;
1038
1039         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1040                 return;
1041
1042         for_each_clamp_id(clamp_id)
1043                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1044 }
1045
1046 static inline void
1047 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1048 {
1049         struct rq_flags rf;
1050         struct rq *rq;
1051
1052         /*
1053          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1054          *
1055          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1056          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1057          * enqueues, dequeues and migration operations.
1058          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1059          */
1060         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1061
1062         /*
1063          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1064          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1065          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1066          * it will already see the updated clamp bucket value.
1067          */
1068         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1069                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1070                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1071         }
1072
1073         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1074 }
1075
1076 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1077 static inline void
1078 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1079                            unsigned int clamps)
1080 {
1081         enum uclamp_id clamp_id;
1082         struct css_task_iter it;
1083         struct task_struct *p;
1084
1085         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1086         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1087                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1088                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1089                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1090                 }
1091         }
1092         css_task_iter_end(&it);
1093 }
1094
1095 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1096 static void uclamp_update_root_tg(void)
1097 {
1098         struct task_group *tg = &root_task_group;
1099
1100         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1101                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1102         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1103                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1104
1105         rcu_read_lock();
1106         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1107         rcu_read_unlock();
1108 }
1109 #else
1110 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1111 #endif
1112
1113 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1114                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1115 {
1116         bool update_root_tg = false;
1117         int old_min, old_max;
1118         int result;
1119
1120         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1121         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1122         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1123
1124         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1125         if (result)
1126                 goto undo;
1127         if (!write)
1128                 goto done;
1129
1130         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1131             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1132                 result = -EINVAL;
1133                 goto undo;
1134         }
1135
1136         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1137                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1138                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1139                 update_root_tg = true;
1140         }
1141         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1142                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1143                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1144                 update_root_tg = true;
1145         }
1146
1147         if (update_root_tg)
1148                 uclamp_update_root_tg();
1149
1150         /*
1151          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1152          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1153          * task enqueue time.
1154          */
1155
1156         goto done;
1157
1158 undo:
1159         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1160         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1161 done:
1162         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1163
1164         return result;
1165 }
1166
1167 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1168                            const struct sched_attr *attr)
1169 {
1170         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1171         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1172
1173         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1174                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1175         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1176                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1177
1178         if (lower_bound > upper_bound)
1179                 return -EINVAL;
1180         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1181                 return -EINVAL;
1182
1183         return 0;
1184 }
1185
1186 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1187                                   const struct sched_attr *attr)
1188 {
1189         enum uclamp_id clamp_id;
1190
1191         /*
1192          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1193          * without a task-specific value.
1194          */
1195         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1196                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1197                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1198
1199                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1200                 if (uc_se->user_defined)
1201                         continue;
1202
1203                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1204                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1205                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1206
1207                 uclamp_se_set(uc_se, clamp_value, false);
1208         }
1209
1210         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1211                 return;
1212
1213         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1214                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1215                               attr->sched_util_min, true);
1216         }
1217
1218         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1219                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1220                               attr->sched_util_max, true);
1221         }
1222 }
1223
1224 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1225 {
1226         enum uclamp_id clamp_id;
1227
1228         for_each_clamp_id(clamp_id)
1229                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1230
1231         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1232                 return;
1233
1234         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1235                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1236                               uclamp_none(clamp_id), false);
1237         }
1238 }
1239
1240 static void __init init_uclamp(void)
1241 {
1242         struct uclamp_se uc_max = {};
1243         enum uclamp_id clamp_id;
1244         int cpu;
1245
1246         mutex_init(&uclamp_mutex);
1247
1248         for_each_possible_cpu(cpu) {
1249                 memset(&cpu_rq(cpu)->uclamp, 0,
1250                                 sizeof(struct uclamp_rq)*UCLAMP_CNT);
1251                 cpu_rq(cpu)->uclamp_flags = 0;
1252         }
1253
1254         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1255                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1256                               uclamp_none(clamp_id), false);
1257         }
1258
1259         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1260         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1261         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1262                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1263 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1264                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1265                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1266 #endif
1267         }
1268 }
1269
1270 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1271 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1272 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1273 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1274                                   const struct sched_attr *attr)
1275 {
1276         return -EOPNOTSUPP;
1277 }
1278 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1279                                   const struct sched_attr *attr) { }
1280 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1281 static inline void init_uclamp(void) { }
1282 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1283
1284 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1285 {
1286         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1287                 update_rq_clock(rq);
1288
1289         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1290                 sched_info_queued(rq, p);
1291                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1292         }
1293
1294         uclamp_rq_inc(rq, p);
1295         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1296 }
1297
1298 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1299 {
1300         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1301                 update_rq_clock(rq);
1302
1303         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1304                 sched_info_dequeued(rq, p);
1305                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1306         }
1307
1308         uclamp_rq_dec(rq, p);
1309         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1310 }
1311
1312 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1313 {
1314         if (task_contributes_to_load(p))
1315                 rq->nr_uninterruptible--;
1316
1317         enqueue_task(rq, p, flags);
1318
1319         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1320 }
1321
1322 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1323 {
1324         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1325
1326         if (task_contributes_to_load(p))
1327                 rq->nr_uninterruptible++;
1328
1329         dequeue_task(rq, p, flags);
1330 }
1331
1332 /*
1333  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1334  */
1335 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1336 {
1337         return p->static_prio;
1338 }
1339
1340 /*
1341  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1342  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1343  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1344  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1345  * estimator recalculates.
1346  */
1347 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1348 {
1349         int prio;
1350
1351         if (task_has_dl_policy(p))
1352                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1353         else if (task_has_rt_policy(p))
1354                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1355         else
1356                 prio = __normal_prio(p);
1357         return prio;
1358 }
1359
1360 /*
1361  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1362  * taken into account by the scheduler. This value might
1363  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1364  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1365  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1366  */
1367 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1368 {
1369         p->normal_prio = normal_prio(p);
1370         /*
1371          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1372          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1373          * to the normal priority:
1374          */
1375         if (!rt_prio(p->prio))
1376                 return p->normal_prio;
1377         return p->prio;
1378 }
1379
1380 /**
1381  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1382  * @p: the task in question.
1383  *
1384  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1385  */
1386 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1387 {
1388         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1389 }
1390
1391 /*
1392  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1393  * use the balance_callback list if you want balancing.
1394  *
1395  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1396  * balance_callback().
1397  */
1398 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1399                                        const struct sched_class *prev_class,
1400                                        int oldprio)
1401 {
1402         if (prev_class != p->sched_class) {
1403                 if (prev_class->switched_from)
1404                         prev_class->switched_from(rq, p);
1405
1406                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1407         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1408                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1409 }
1410
1411 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1412 {
1413         const struct sched_class *class;
1414
1415         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1416                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1417         } else {
1418                 for_each_class(class) {
1419                         if (class == rq->curr->sched_class)
1420                                 break;
1421                         if (class == p->sched_class) {
1422                                 resched_curr(rq);
1423                                 break;
1424                         }
1425                 }
1426         }
1427
1428         /*
1429          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1430          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1431          */
1432         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1433                 rq_clock_skip_update(rq);
1434 }
1435
1436 #ifdef CONFIG_SMP
1437
1438 /*
1439  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1440  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1441  */
1442 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1443 {
1444         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1445                 return false;
1446
1447         if (is_per_cpu_kthread(p))
1448                 return cpu_online(cpu);
1449
1450         return cpu_active(cpu);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * This is how migration works:
1455  *
1456  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1457  *    stop_one_cpu().
1458  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1459  *    off the CPU)
1460  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1461  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1462  *    it and puts it into the right queue.
1463  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1464  *    is done.
1465  */
1466
1467 /*
1468  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1469  *
1470  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1471  */
1472 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1473                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1474 {
1475         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1476
1477         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1478         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1479         set_task_cpu(p, new_cpu);
1480         rq_unlock(rq, rf);
1481
1482         rq = cpu_rq(new_cpu);
1483
1484         rq_lock(rq, rf);
1485         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1486         enqueue_task(rq, p, 0);
1487         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1488         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1489
1490         return rq;
1491 }
1492
1493 struct migration_arg {
1494         struct task_struct *task;
1495         int dest_cpu;
1496 };
1497
1498 /*
1499  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1500  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1501  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1502  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1503  *
1504  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1505  * as the task is no longer on this CPU.
1506  */
1507 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1508                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1509 {
1510         /* Affinity changed (again). */
1511         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1512                 return rq;
1513
1514         update_rq_clock(rq);
1515         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1516
1517         return rq;
1518 }
1519
1520 /*
1521  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1522  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1523  * 'pushing' onto another runqueue.
1524  */
1525 static int migration_cpu_stop(void *data)
1526 {
1527         struct migration_arg *arg = data;
1528         struct task_struct *p = arg->task;
1529         struct rq *rq = this_rq();
1530         struct rq_flags rf;
1531
1532         /*
1533          * The original target CPU might have gone down and we might
1534          * be on another CPU but it doesn't matter.
1535          */
1536         local_irq_disable();
1537         /*
1538          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1539          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1540          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1541          */
1542         flush_smp_call_function_from_idle();
1543
1544         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1545         rq_lock(rq, &rf);
1546         /*
1547          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1548          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1549          * we're holding p->pi_lock.
1550          */
1551         if (task_rq(p) == rq) {
1552                 if (task_on_rq_queued(p))
1553                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1554                 else
1555                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1556         }
1557         rq_unlock(rq, &rf);
1558         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1559
1560         local_irq_enable();
1561         return 0;
1562 }
1563
1564 /*
1565  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1566  * actually call this function.
1567  */
1568 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1569 {
1570         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1571         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1572 }
1573
1574 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1575 {
1576         struct rq *rq = task_rq(p);
1577         bool queued, running;
1578
1579         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1580
1581         queued = task_on_rq_queued(p);
1582         running = task_current(rq, p);
1583
1584         if (queued) {
1585                 /*
1586                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1587                  * holding rq->lock.
1588                  */
1589                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1590                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1591         }
1592         if (running)
1593                 put_prev_task(rq, p);
1594
1595         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1596
1597         if (queued)
1598                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1599         if (running)
1600                 set_next_task(rq, p);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1605  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1606  * is removed from the allowed bitmask.
1607  *
1608  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1609  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1610  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1611  */
1612 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1613                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1614 {
1615         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1616         unsigned int dest_cpu;
1617         struct rq_flags rf;
1618         struct rq *rq;
1619         int ret = 0;
1620
1621         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1622         update_rq_clock(rq);
1623
1624         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1625                 /*
1626                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1627                  */
1628                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1629         }
1630
1631         /*
1632          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1633          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1634          */
1635         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1636                 ret = -EINVAL;
1637                 goto out;
1638         }
1639
1640         if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
1641                 goto out;
1642
1643         /*
1644          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
1645          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
1646          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
1647          */
1648         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
1649         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1650                 ret = -EINVAL;
1651                 goto out;
1652         }
1653
1654         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1655
1656         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1657                 /*
1658                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1659                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1660                  */
1661                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1662                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1663                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1664         }
1665
1666         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1667         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1668                 goto out;
1669
1670         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1671                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1672                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1673                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1674                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1675                 return 0;
1676         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1677                 /*
1678                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1679                  * afterwards anyway.
1680                  */
1681                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1682         }
1683 out:
1684         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1685
1686         return ret;
1687 }
1688
1689 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1690 {
1691         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1692 }
1693 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1694
1695 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1696 {
1697 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1698         /*
1699          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1700          * ttwu() will sort out the placement.
1701          */
1702         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1703                         !p->on_rq);
1704
1705         /*
1706          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1707          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1708          * time relying on p->on_rq.
1709          */
1710         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1711                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1712                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1713
1714 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1715         /*
1716          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1717          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1718          *
1719          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1720          * see task_group().
1721          *
1722          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1723          * task_rq_lock().
1724          */
1725         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1726                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1727 #endif
1728         /*
1729          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1730          */
1731         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1732 #endif
1733
1734         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1735
1736         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1737                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1738                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1739                 p->se.nr_migrations++;
1740                 rseq_migrate(p);
1741                 perf_event_task_migrate(p);
1742         }
1743
1744         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1745 }
1746
1747 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1748 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1749 {
1750         if (task_on_rq_queued(p)) {
1751                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1752                 struct rq_flags srf, drf;
1753
1754                 src_rq = task_rq(p);
1755                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1756
1757                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1758                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1759
1760                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1761                 set_task_cpu(p, cpu);
1762                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1763                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1764
1765                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1766                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1767
1768         } else {
1769                 /*
1770                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1771                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1772                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1773                  */
1774                 p->wake_cpu = cpu;
1775         }
1776 }
1777
1778 struct migration_swap_arg {
1779         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1780         int src_cpu, dst_cpu;
1781 };
1782
1783 static int migrate_swap_stop(void *data)
1784 {
1785         struct migration_swap_arg *arg = data;
1786         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1787         int ret = -EAGAIN;
1788
1789         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1790                 return -EAGAIN;
1791
1792         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1793         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1794
1795         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1796                         &arg->dst_task->pi_lock);
1797         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1798
1799         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1800                 goto unlock;
1801
1802         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1803                 goto unlock;
1804
1805         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1806                 goto unlock;
1807
1808         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1809                 goto unlock;
1810
1811         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1812         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1813
1814         ret = 0;
1815
1816 unlock:
1817         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1818         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1819         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1820
1821         return ret;
1822 }
1823
1824 /*
1825  * Cross migrate two tasks
1826  */
1827 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1828                 int target_cpu, int curr_cpu)
1829 {
1830         struct migration_swap_arg arg;
1831         int ret = -EINVAL;
1832
1833         arg = (struct migration_swap_arg){
1834                 .src_task = cur,
1835                 .src_cpu = curr_cpu,
1836                 .dst_task = p,
1837                 .dst_cpu = target_cpu,
1838         };
1839
1840         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1841                 goto out;
1842
1843         /*
1844          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1845          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1846          */
1847         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1848                 goto out;
1849
1850         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1851                 goto out;
1852
1853         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1854                 goto out;
1855
1856         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1857         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1858
1859 out:
1860         return ret;
1861 }
1862 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1863
1864 /*
1865  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1866  *
1867  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1868  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1869  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1870  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1871  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1872  * @p has remained unscheduled the whole time.
1873  *
1874  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1875  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1876  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1877  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1878  * waiting to become inactive.
1879  */
1880 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1881 {
1882         int running, queued;
1883         struct rq_flags rf;
1884         unsigned long ncsw;
1885         struct rq *rq;
1886
1887         for (;;) {
1888                 /*
1889                  * We do the initial early heuristics without holding
1890                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1891                  * the runqueue lock when things look like they will
1892                  * work out!
1893                  */
1894                 rq = task_rq(p);
1895
1896                 /*
1897                  * If the task is actively running on another CPU
1898                  * still, just relax and busy-wait without holding
1899                  * any locks.
1900                  *
1901                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1902                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1903                  * But we don't care, since "task_running()" will
1904                  * return false if the runqueue has changed and p
1905                  * is actually now running somewhere else!
1906                  */
1907                 while (task_running(rq, p)) {
1908                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1909                                 return 0;
1910                         cpu_relax();
1911                 }
1912
1913                 /*
1914                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1915                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1916                  * just go back and repeat.
1917                  */
1918                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1919                 trace_sched_wait_task(p);
1920                 running = task_running(rq, p);
1921                 queued = task_on_rq_queued(p);
1922                 ncsw = 0;
1923                 if (!match_state || p->state == match_state)
1924                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1925                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1926
1927                 /*
1928                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1929                  */
1930                 if (unlikely(!ncsw))
1931                         break;
1932
1933                 /*
1934                  * Was it really running after all now that we
1935                  * checked with the proper locks actually held?
1936                  *
1937                  * Oops. Go back and try again..
1938                  */
1939                 if (unlikely(running)) {
1940                         cpu_relax();
1941                         continue;
1942                 }
1943
1944                 /*
1945                  * It's not enough that it's not actively running,
1946                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1947                  * preempted!
1948                  *
1949                  * So if it was still runnable (but just not actively
1950                  * running right now), it's preempted, and we should
1951                  * yield - it could be a while.
1952                  */
1953                 if (unlikely(queued)) {
1954                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1955
1956                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1957                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1958                         continue;
1959                 }
1960
1961                 /*
1962                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1963                  * runnable, which means that it will never become
1964                  * running in the future either. We're all done!
1965                  */
1966                 break;
1967         }
1968
1969         return ncsw;
1970 }
1971
1972 /***
1973  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1974  * @p: the to-be-kicked thread
1975  *
1976  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1977  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1978  *
1979  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1980  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1981  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1982  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1983  * achieved as well.
1984  */
1985 void kick_process(struct task_struct *p)
1986 {
1987         int cpu;
1988
1989         preempt_disable();
1990         cpu = task_cpu(p);
1991         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1992                 smp_send_reschedule(cpu);
1993         preempt_enable();
1994 }
1995 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1996
1997 /*
1998  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1999  *
2000  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2001  *
2002  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2003  *
2004  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2005  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2006  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2007  *    see it.
2008  *
2009  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2010  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2011  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2012  *    off.
2013  *
2014  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2015  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2016  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2017  * to satisfy the above rules.
2018  */
2019 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2020 {
2021         int nid = cpu_to_node(cpu);
2022         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2023         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2024         int dest_cpu;
2025
2026         /*
2027          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2028          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2029          * select the CPU on the other node.
2030          */
2031         if (nid != -1) {
2032                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2033
2034                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2035                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2036                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2037                                 continue;
2038                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2039                                 return dest_cpu;
2040                 }
2041         }
2042
2043         for (;;) {
2044                 /* Any allowed, online CPU? */
2045                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2046                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2047                                 continue;
2048
2049                         goto out;
2050                 }
2051
2052                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2053                 switch (state) {
2054                 case cpuset:
2055                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2056                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2057                                 state = possible;
2058                                 break;
2059                         }
2060                         /* Fall-through */
2061                 case possible:
2062                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2063                         state = fail;
2064                         break;
2065
2066                 case fail:
2067                         BUG();
2068                         break;
2069                 }
2070         }
2071
2072 out:
2073         if (state != cpuset) {
2074                 /*
2075                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2076                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2077                  * leave kernel.
2078                  */
2079                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2080                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2081                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2082                 }
2083         }
2084
2085         return dest_cpu;
2086 }
2087
2088 /*
2089  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2090  */
2091 static inline
2092 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2093 {
2094         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2095
2096         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2097                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2098         else
2099                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2100
2101         /*
2102          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2103          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2104          * CPU.
2105          *
2106          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2107          *
2108          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2109          *   not worry about this generic constraint ]
2110          */
2111         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2112                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2113
2114         return cpu;
2115 }
2116
2117 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2118 {
2119         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2120         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2121
2122         if (stop) {
2123                 /*
2124                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2125                  * userspace knows about and won't get confused about.
2126                  *
2127                  * Also, it will make PI more or less work without too
2128                  * much confusion -- but then, stop work should not
2129                  * rely on PI working anyway.
2130                  */
2131                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2132
2133                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2134         }
2135
2136         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2137
2138         if (old_stop) {
2139                 /*
2140                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2141                  * it can die in pieces.
2142                  */
2143                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2144         }
2145 }
2146
2147 #else
2148
2149 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2150                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2151 {
2152         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2153 }
2154
2155 #endif /* CONFIG_SMP */
2156
2157 static void
2158 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2159 {
2160         struct rq *rq;
2161
2162         if (!schedstat_enabled())
2163                 return;
2164
2165         rq = this_rq();
2166
2167 #ifdef CONFIG_SMP
2168         if (cpu == rq->cpu) {
2169                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2170                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2171         } else {
2172                 struct sched_domain *sd;
2173
2174                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2175                 rcu_read_lock();
2176                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2177                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2178                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2179                                 break;
2180                         }
2181                 }
2182                 rcu_read_unlock();
2183         }
2184
2185         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2186                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2187 #endif /* CONFIG_SMP */
2188
2189         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2190         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2191
2192         if (wake_flags & WF_SYNC)
2193                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2198  */
2199 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2200                            struct rq_flags *rf)
2201 {
2202         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2203         p->state = TASK_RUNNING;
2204         trace_sched_wakeup(p);
2205
2206 #ifdef CONFIG_SMP
2207         if (p->sched_class->task_woken) {
2208                 /*
2209                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2210                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2211                  */
2212                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2213                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2214                 rq_repin_lock(rq, rf);
2215         }
2216
2217         if (rq->idle_stamp) {
2218                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2219                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2220
2221                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2222
2223                 if (rq->avg_idle > max)
2224                         rq->avg_idle = max;
2225
2226                 rq->idle_stamp = 0;
2227         }
2228 #endif
2229 }
2230
2231 static void
2232 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2233                  struct rq_flags *rf)
2234 {
2235         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2236
2237         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2238
2239 #ifdef CONFIG_SMP
2240         if (p->sched_contributes_to_load)
2241                 rq->nr_uninterruptible--;
2242
2243         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2244                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2245 #endif
2246
2247         activate_task(rq, p, en_flags);
2248         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2249 }
2250
2251 /*
2252  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2253  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2254  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2255  * the task is still ->on_rq.
2256  */
2257 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2258 {
2259         struct rq_flags rf;
2260         struct rq *rq;
2261         int ret = 0;
2262
2263         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2264         if (task_on_rq_queued(p)) {
2265                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2266                 update_rq_clock(rq);
2267                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2268                 ret = 1;
2269         }
2270         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2271
2272         return ret;
2273 }
2274
2275 #ifdef CONFIG_SMP
2276 void sched_ttwu_pending(void *arg)
2277 {
2278         struct llist_node *llist = arg;
2279         struct rq *rq = this_rq();
2280         struct task_struct *p, *t;
2281         struct rq_flags rf;
2282
2283         if (!llist)
2284                 return;
2285
2286         /*
2287          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
2288          * Races such that false-negatives are possible, since they
2289          * are shorter lived that false-positives would be.
2290          */
2291         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
2292
2293         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2294         update_rq_clock(rq);
2295
2296         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2297                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2298
2299         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2300 }
2301
2302 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
2303 {
2304         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2305
2306         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2307                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
2308         else
2309                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
2314  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
2315  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
2316  * of the wakeup instead of the waker.
2317  */
2318 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2319 {
2320         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2321
2322         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2323
2324         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
2325         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry);
2326 }
2327
2328 void wake_up_if_idle(int cpu)
2329 {
2330         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2331         struct rq_flags rf;
2332
2333         rcu_read_lock();
2334
2335         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2336                 goto out;
2337
2338         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2339                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2340         } else {
2341                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2342                 if (is_idle_task(rq->curr))
2343                         smp_send_reschedule(cpu);
2344                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2345                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2346         }
2347
2348 out:
2349         rcu_read_unlock();
2350 }
2351
2352 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2353 {
2354         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2355 }
2356
2357 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
2358 {
2359         /*
2360          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
2361          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
2362          */
2363         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
2364                 return true;
2365
2366         /*
2367          * If the task is descheduling and the only running task on the
2368          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
2369          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
2370          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
2371          */
2372         if ((wake_flags & WF_ON_RQ) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
2373                 return true;
2374
2375         return false;
2376 }
2377
2378 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2379 {
2380         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
2381                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2382                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
2383                 return true;
2384         }
2385
2386         return false;
2387 }
2388 #endif /* CONFIG_SMP */
2389
2390 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2391 {
2392         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2393         struct rq_flags rf;
2394
2395 #if defined(CONFIG_SMP)
2396         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
2397                 return;
2398 #endif
2399
2400         rq_lock(rq, &rf);
2401         update_rq_clock(rq);
2402         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2403         rq_unlock(rq, &rf);
2404 }
2405
2406 /*
2407  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2408  *
2409  *  MIGRATION
2410  *
2411  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2412  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2413  * execution on its new CPU [c1].
2414  *
2415  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2416  *
2417  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2418  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2419  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2420  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2421  *
2422  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2423  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2424  *
2425  * Example:
2426  *
2427  *   CPU0            CPU1            CPU2
2428  *
2429  *   LOCK rq(0)->lock
2430  *   sched-out X
2431  *   sched-in Y
2432  *   UNLOCK rq(0)->lock
2433  *
2434  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2435  *                                   dequeue X
2436  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2437  *
2438  *                                   LOCK rq(1)->lock
2439  *                                   enqueue X
2440  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2441  *
2442  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2443  *                   sched-out Z
2444  *                   sched-in X
2445  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2446  *
2447  *
2448  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2449  *
2450  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2451  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2452  * chain to provide order. Instead we do:
2453  *
2454  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2455  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2456  *
2457  * Example:
2458  *
2459  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2460  *
2461  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2462  *   dequeue X
2463  *   sched-out X
2464  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2465  *
2466  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2467  *                    X->state = WAKING
2468  *                    set_task_cpu(X,2)
2469  *
2470  *                    LOCK rq(2)->lock
2471  *                    enqueue X
2472  *                    X->state = RUNNING
2473  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2474  *
2475  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2476  *                                          sched-out Z
2477  *                                          sched-in X
2478  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2479  *
2480  *                    UNLOCK X->pi_lock
2481  *   UNLOCK rq(0)->lock
2482  *
2483  *
2484  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2485  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2486  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2487  */
2488
2489 /**
2490  * try_to_wake_up - wake up a thread
2491  * @p: the thread to be awakened
2492  * @state: the mask of task states that can be woken
2493  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2494  *
2495  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2496  *
2497  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2498  *
2499  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2500  * set_current_state().
2501  *
2502  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2503  * state; see set_current_state().
2504  *
2505  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2506  *         %false otherwise.
2507  */
2508 static int
2509 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2510 {
2511         unsigned long flags;
2512         int cpu, success = 0;
2513
2514         preempt_disable();
2515         if (p == current) {
2516                 /*
2517                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2518                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2519                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2520                  * without taking any locks.
2521                  *
2522                  * In particular:
2523                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2524                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2525                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2526                  */
2527                 if (!(p->state & state))
2528                         goto out;
2529
2530                 success = 1;
2531                 cpu = task_cpu(p);
2532                 trace_sched_waking(p);
2533                 p->state = TASK_RUNNING;
2534                 trace_sched_wakeup(p);
2535                 goto out;
2536         }
2537
2538         /*
2539          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2540          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2541          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2542          * set_current_state() the waiting thread does.
2543          */
2544         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2545         smp_mb__after_spinlock();
2546         if (!(p->state & state))
2547                 goto unlock;
2548
2549         trace_sched_waking(p);
2550
2551         /* We're going to change ->state: */
2552         success = 1;
2553         cpu = task_cpu(p);
2554
2555         /*
2556          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2557          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2558          * in smp_cond_load_acquire() below.
2559          *
2560          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2561          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2562          *   UNLOCK rq->lock
2563          *
2564          * __schedule() (switch to task 'p')
2565          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2566          *   smp_mb__after_spinlock();
2567          *   UNLOCK rq->lock
2568          *
2569          * [task p]
2570          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2571          *
2572          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2573          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2574          *
2575          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
2576          */
2577         smp_rmb();
2578         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2579                 goto unlock;
2580
2581         if (p->in_iowait) {
2582                 delayacct_blkio_end(p);
2583                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2584         }
2585
2586 #ifdef CONFIG_SMP
2587         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2588         p->state = TASK_WAKING;
2589
2590         /*
2591          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2592          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2593          *
2594          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2595          * from the runqueue.
2596          *
2597          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2598          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2599          *   UNLOCK rq->lock
2600          *
2601          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2602          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2603          *   smp_mb__after_spinlock();
2604          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2605          *
2606          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2607          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2608          */
2609         smp_rmb();
2610
2611         /*
2612          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2613          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
2614          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
2615          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
2616          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
2617          */
2618         if (READ_ONCE(p->on_cpu) && ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags | WF_ON_RQ))
2619                 goto unlock;
2620
2621         /*
2622          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2623          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2624          *
2625          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2626          *
2627          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2628          * their previous state and preserve Program Order.
2629          */
2630         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2631
2632         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2633         if (task_cpu(p) != cpu) {
2634                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2635                 psi_ttwu_dequeue(p);
2636                 set_task_cpu(p, cpu);
2637         }
2638 #endif /* CONFIG_SMP */
2639
2640         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2641 unlock:
2642         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2643 out:
2644         if (success)
2645                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2646         preempt_enable();
2647
2648         return success;
2649 }
2650
2651 /**
2652  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
2653  * @p: Process for which the function is to be invoked.
2654  * @func: Function to invoke.
2655  * @arg: Argument to function.
2656  *
2657  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
2658  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
2659  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
2660  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
2661  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
2662  * lightweight.
2663  *
2664  * Returns:
2665  *      @false if the task slipped out from under the locks.
2666  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
2667  *              However, @func can override this by returning @false.
2668  */
2669 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
2670 {
2671         bool ret = false;
2672         struct rq_flags rf;
2673         struct rq *rq;
2674
2675         lockdep_assert_irqs_enabled();
2676         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2677         if (p->on_rq) {
2678                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2679                 if (task_rq(p) == rq)
2680                         ret = func(p, arg);
2681                 rq_unlock(rq, &rf);
2682         } else {
2683                 switch (p->state) {
2684                 case TASK_RUNNING:
2685                 case TASK_WAKING:
2686                         break;
2687                 default:
2688                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
2689                         if (!p->on_rq)
2690                                 ret = func(p, arg);
2691                 }
2692         }
2693         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2694         return ret;
2695 }
2696
2697 /**
2698  * wake_up_process - Wake up a specific process
2699  * @p: The process to be woken up.
2700  *
2701  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2702  * processes.
2703  *
2704  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2705  *
2706  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2707  */
2708 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2709 {
2710         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2711 }
2712 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2713
2714 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2715 {
2716         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2717 }
2718
2719 /*
2720  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2721  * p is forked by current.
2722  *
2723  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2724  */
2725 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2726 {
2727         p->on_rq                        = 0;
2728
2729         p->se.on_rq                     = 0;
2730         p->se.exec_start                = 0;
2731         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2732         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2733         p->se.nr_migrations             = 0;
2734         p->se.vruntime                  = 0;
2735         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2736
2737 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2738         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2739 #endif
2740
2741 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2742         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2743         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2744 #endif
2745
2746         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2747         init_dl_task_timer(&p->dl);
2748         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2749         __dl_clear_params(p);
2750
2751         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2752         p->rt.timeout           = 0;
2753         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2754         p->rt.on_rq             = 0;
2755         p->rt.on_list           = 0;
2756
2757 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2758         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2759 #endif
2760
2761 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2762         p->capture_control = NULL;
2763 #endif
2764         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2765 #ifdef CONFIG_SMP
2766         p->wake_entry_type = CSD_TYPE_TTWU;
2767 #endif
2768 }
2769
2770 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2771
2772 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2773
2774 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2775 {
2776         if (enabled)
2777                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2778         else
2779                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2780 }
2781
2782 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2783 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2784                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2785 {
2786         struct ctl_table t;
2787         int err;
2788         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2789
2790         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2791                 return -EPERM;
2792
2793         t = *table;
2794         t.data = &state;
2795         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2796         if (err < 0)
2797                 return err;
2798         if (write)
2799                 set_numabalancing_state(state);
2800         return err;
2801 }
2802 #endif
2803 #endif
2804
2805 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2806
2807 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2808 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2809
2810 static void set_schedstats(bool enabled)
2811 {
2812         if (enabled)
2813                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2814         else
2815                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2816 }
2817
2818 void force_schedstat_enabled(void)
2819 {
2820         if (!schedstat_enabled()) {
2821                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2822                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2823         }
2824 }
2825
2826 static int __init setup_schedstats(char *str)
2827 {
2828         int ret = 0;
2829         if (!str)
2830                 goto out;
2831
2832         /*
2833          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2834          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2835          * variable so init_schedstats() can do it later.
2836          */
2837         if (!strcmp(str, "enable")) {
2838                 __sched_schedstats = true;
2839                 ret = 1;
2840         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2841                 __sched_schedstats = false;
2842                 ret = 1;
2843         }
2844 out:
2845         if (!ret)
2846                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2847
2848         return ret;
2849 }
2850 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2851
2852 static void __init init_schedstats(void)
2853 {
2854         set_schedstats(__sched_schedstats);
2855 }
2856
2857 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2858 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
2859                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
2860 {
2861         struct ctl_table t;
2862         int err;
2863         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2864
2865         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2866                 return -EPERM;
2867
2868         t = *table;
2869         t.data = &state;
2870         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2871         if (err < 0)
2872                 return err;
2873         if (write)
2874                 set_schedstats(state);
2875         return err;
2876 }
2877 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2878 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2879 static inline void init_schedstats(void) {}
2880 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2881
2882 /*
2883  * fork()/clone()-time setup:
2884  */
2885 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2886 {
2887         unsigned long flags;
2888
2889         __sched_fork(clone_flags, p);
2890         /*
2891          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2892          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2893          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2894          */
2895         p->state = TASK_NEW;
2896
2897         /*
2898          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2899          */
2900         p->prio = current->normal_prio;
2901
2902         uclamp_fork(p);
2903
2904         /*
2905          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2906          */
2907         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2908                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2909                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2910                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2911                         p->rt_priority = 0;
2912                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2913                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2914
2915                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2916                 set_load_weight(p, false);
2917
2918                 /*
2919                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2920                  * fulfilled its duty:
2921                  */
2922                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2923         }
2924
2925         if (dl_prio(p->prio))
2926                 return -EAGAIN;
2927         else if (rt_prio(p->prio))
2928                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2929         else
2930                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2931
2932         init_entity_runnable_average(&p->se);
2933
2934         /*
2935          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2936          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2937          * is ran before sched_fork().
2938          *
2939          * Silence PROVE_RCU.
2940          */
2941         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2942         /*
2943          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2944          * so use __set_task_cpu().
2945          */
2946         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2947         if (p->sched_class->task_fork)
2948                 p->sched_class->task_fork(p);
2949         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2950
2951 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2952         if (likely(sched_info_on()))
2953                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2954 #endif
2955 #if defined(CONFIG_SMP)
2956         p->on_cpu = 0;
2957 #endif
2958         init_task_preempt_count(p);
2959 #ifdef CONFIG_SMP
2960         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2961         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2962 #endif
2963         return 0;
2964 }
2965
2966 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2967 {
2968         if (runtime == RUNTIME_INF)
2969                 return BW_UNIT;
2970
2971         /*
2972          * Doing this here saves a lot of checks in all
2973          * the calling paths, and returning zero seems
2974          * safe for them anyway.
2975          */
2976         if (period == 0)
2977                 return 0;
2978
2979         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2980 }
2981
2982 /*
2983  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2984  *
2985  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2986  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2987  * on the runqueue and wakes it.
2988  */
2989 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2990 {
2991         struct rq_flags rf;
2992         struct rq *rq;
2993
2994         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2995         p->state = TASK_RUNNING;
2996 #ifdef CONFIG_SMP
2997         /*
2998          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2999          *  - cpus_ptr can change in the fork path
3000          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
3001          *
3002          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
3003          * as we're not fully set-up yet.
3004          */
3005         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
3006         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
3007 #endif
3008         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3009         update_rq_clock(rq);
3010         post_init_entity_util_avg(p);
3011
3012         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
3013         trace_sched_wakeup_new(p);
3014         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3015 #ifdef CONFIG_SMP
3016         if (p->sched_class->task_woken) {
3017                 /*
3018                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
3019                  * drop it.
3020                  */
3021                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3022                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3023                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3024         }
3025 #endif
3026         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3027 }
3028
3029 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3030
3031 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3032
3033 void preempt_notifier_inc(void)
3034 {
3035         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3036 }
3037 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3038
3039 void preempt_notifier_dec(void)
3040 {
3041         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3042 }
3043 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3044
3045 /**
3046  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3047  * @notifier: notifier struct to register
3048  */
3049 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3050 {
3051         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3052                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3053
3054         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3055 }
3056 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3057
3058 /**
3059  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3060  * @notifier: notifier struct to unregister
3061  *
3062  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3063  */
3064 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3065 {
3066         hlist_del(&notifier->link);
3067 }
3068 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3069
3070 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3071 {
3072         struct preempt_notifier *notifier;
3073
3074         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3075                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3076 }
3077
3078 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3079 {
3080         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3081                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3082 }
3083
3084 static void
3085 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3086                                    struct task_struct *next)
3087 {
3088         struct preempt_notifier *notifier;
3089
3090         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3091                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3092 }
3093
3094 static __always_inline void
3095 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3096                                  struct task_struct *next)
3097 {
3098         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3099                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3100 }
3101
3102 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3103
3104 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3105 {
3106 }
3107
3108 static inline void
3109 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3110                                  struct task_struct *next)
3111 {
3112 }
3113
3114 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3115
3116 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3117 {
3118 #ifdef CONFIG_SMP
3119         /*
3120          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3121          * such that any running task will have this set.
3122          */
3123         next->on_cpu = 1;
3124 #endif
3125 }
3126
3127 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3128 {
3129 #ifdef CONFIG_SMP
3130         /*
3131          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3132          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3133          * finished.
3134          *
3135          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3136          * happen before this.
3137          *
3138          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3139          */
3140         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3141 #endif
3142 }
3143
3144 static inline void
3145 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3146 {
3147         /*
3148          * Since the runqueue lock will be released by the next
3149          * task (which is an invalid locking op but in the case
3150          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3151          * do an early lockdep release here:
3152          */
3153         rq_unpin_lock(rq, rf);
3154         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3155 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3156         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3157         rq->lock.owner = next;
3158 #endif
3159 }
3160
3161 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3162 {
3163         /*
3164          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3165          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3166          * prev into current:
3167          */
3168         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3169         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3170 }
3171
3172 /*
3173  * NOP if the arch has not defined these:
3174  */
3175
3176 #ifndef prepare_arch_switch
3177 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3178 #endif
3179
3180 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3181 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3182 #endif
3183
3184 /**
3185  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3186  * @rq: the runqueue preparing to switch
3187  * @prev: the current task that is being switched out
3188  * @next: the task we are going to switch to.
3189  *
3190  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3191  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3192  * switch.
3193  *
3194  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3195  * hooks.
3196  */
3197 static inline void
3198 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3199                     struct task_struct *next)
3200 {
3201         kcov_prepare_switch(prev);
3202         sched_info_switch(rq, prev, next);
3203         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3204         rseq_preempt(prev);
3205         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3206         prepare_task(next);
3207         prepare_arch_switch(next);
3208 }
3209
3210 /**
3211  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3212  * @prev: the thread we just switched away from.
3213  *
3214  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3215  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3216  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3217  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3218  *
3219  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3220  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3221  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3222  * details.)
3223  *
3224  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3225  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3226  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3227  * because prev may have moved to another CPU.
3228  */
3229 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3230         __releases(rq->lock)
3231 {
3232         struct rq *rq = this_rq();
3233         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3234         long prev_state;
3235
3236         /*
3237          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3238          * because it left us after:
3239          *
3240          *      schedule()
3241          *        preempt_disable();                    // 1
3242          *        __schedule()
3243          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3244          *
3245          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3246          */
3247         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3248                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3249                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3250                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3251
3252         rq->prev_mm = NULL;
3253
3254         /*
3255          * A task struct has one reference for the use as "current".
3256          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3257          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3258          * the scheduled task must drop that reference.
3259          *
3260          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3261          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3262          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3263          * transition, resulting in a double drop.
3264          */
3265         prev_state = prev->state;
3266         vtime_task_switch(prev);
3267         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3268         finish_task(prev);
3269         finish_lock_switch(rq);
3270         finish_arch_post_lock_switch();
3271         kcov_finish_switch(current);
3272
3273         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3274         /*
3275          * When switching through a kernel thread, the loop in
3276          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3277          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3278          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3279          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3280          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3281          *
3282          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3283          *   provided by mmdrop(),
3284          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3285          */
3286         if (mm) {
3287                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3288                 mmdrop(mm);
3289         }
3290         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3291                 if (prev->sched_class->task_dead)
3292                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3293
3294                 /*
3295                  * Remove function-return probe instances associated with this
3296                  * task and put them back on the free list.
3297                  */
3298                 kprobe_flush_task(prev);
3299
3300                 /* Task is done with its stack. */
3301                 put_task_stack(prev);
3302
3303                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3304         }
3305
3306         tick_nohz_task_switch();
3307         return rq;
3308 }
3309
3310 #ifdef CONFIG_SMP
3311
3312 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3313 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3314 {
3315         struct callback_head *head, *next;
3316         void (*func)(struct rq *rq);
3317         unsigned long flags;
3318
3319         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3320         head = rq->balance_callback;
3321         rq->balance_callback = NULL;
3322         while (head) {
3323                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3324                 next = head->next;
3325                 head->next = NULL;
3326                 head = next;
3327
3328                 func(rq);
3329         }
3330         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3331 }
3332
3333 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3334 {
3335         if (unlikely(rq->balance_callback))
3336                 __balance_callback(rq);
3337 }
3338
3339 #else
3340
3341 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3342 {
3343 }
3344
3345 #endif
3346
3347 /**
3348  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3349  * @prev: the thread we just switched away from.
3350  */
3351 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3352         __releases(rq->lock)
3353 {
3354         struct rq *rq;
3355
3356         /*
3357          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3358          * finish_task_switch() for details.
3359          *
3360          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3361          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3362          * PREEMPT_COUNT kernels).
3363          */
3364
3365         rq = finish_task_switch(prev);
3366         balance_callback(rq);
3367         preempt_enable();
3368
3369         if (current->set_child_tid)
3370                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3371
3372         calculate_sigpending();
3373 }
3374
3375 /*
3376  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3377  */
3378 static __always_inline struct rq *
3379 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3380                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3381 {
3382         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3383
3384         /*
3385          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3386          * combine the page table reload and the switch backend into
3387          * one hypercall.
3388          */
3389         arch_start_context_switch(prev);
3390
3391         /*
3392          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3393          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3394          *
3395          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3396          *   user ->   user   switch
3397          */
3398         if (!next->mm) {                                // to kernel
3399                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3400
3401                 next->active_mm = prev->active_mm;
3402                 if (prev->mm)                           // from user
3403                         mmgrab(prev->active_mm);
3404                 else
3405                         prev->active_mm = NULL;
3406         } else {                                        // to user
3407                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3408                 /*
3409                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3410                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3411                  *
3412                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3413                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3414                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3415                  */
3416                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3417
3418                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3419                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3420                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3421                         prev->active_mm = NULL;
3422                 }
3423         }
3424
3425         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3426
3427         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3428
3429         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3430         switch_to(prev, next, prev);
3431         barrier();
3432
3433         return finish_task_switch(prev);
3434 }
3435
3436 /*
3437  * nr_running and nr_context_switches:
3438  *
3439  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3440  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3441  */
3442 unsigned long nr_running(void)
3443 {
3444         unsigned long i, sum = 0;
3445
3446         for_each_online_cpu(i)
3447                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3448
3449         return sum;
3450 }
3451
3452 /*
3453  * Check if only the current task is running on the CPU.
3454  *
3455  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3456  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3457  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3458  *
3459  * - from a non-preemptible section (of course)
3460  *
3461  * - from a thread that is bound to a single CPU
3462  *
3463  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3464  */
3465 bool single_task_running(void)
3466 {
3467         return raw_rq()->nr_running == 1;
3468 }
3469 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3470
3471 unsigned long long nr_context_switches(void)
3472 {
3473         int i;
3474         unsigned long long sum = 0;
3475
3476         for_each_possible_cpu(i)
3477                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3478
3479         return sum;
3480 }
3481
3482 /*
3483  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3484  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3485  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3486  * it does become runnable.
3487  */
3488
3489 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3490 {
3491         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3492 }
3493
3494 /*
3495  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3496  *
3497  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3498  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3499  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3500  *
3501  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3502  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3503  * running and we'd not be idle.
3504  *
3505  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3506  * is broken.
3507  *
3508  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3509  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3510  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3511  * utilising both CPUs.
3512  *
3513  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3514  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3515  *
3516  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3517  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3518  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3519  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3520  *
3521  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3522  */
3523
3524 unsigned long nr_iowait(void)
3525 {
3526         unsigned long i, sum = 0;
3527
3528         for_each_possible_cpu(i)
3529                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3530
3531         return sum;
3532 }
3533
3534 #ifdef CONFIG_SMP
3535
3536 /*
3537  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3538  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3539  */
3540 void sched_exec(void)
3541 {
3542         struct task_struct *p = current;
3543         unsigned long flags;
3544         int dest_cpu;
3545
3546         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3547         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3548         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3549                 goto unlock;
3550
3551         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3552                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3553
3554                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3555                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3556                 return;
3557         }
3558 unlock:
3559         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3560 }
3561
3562 #endif
3563
3564 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3565 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3566
3567 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3568 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3569
3570 /*
3571  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3572  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3573  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3574  * Prefetching this data results in improved performance.
3575  */
3576 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3577 {
3578 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3579         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3580 #else
3581         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3582 #endif
3583         prefetch(curr);
3584         prefetch(&curr->exec_start);
3585 }
3586
3587 /*
3588  * Return accounted runtime for the task.
3589  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3590  * pending runtime that have not been accounted yet.
3591  */
3592 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3593 {
3594         struct rq_flags rf;
3595         struct rq *rq;
3596         u64 ns;
3597
3598 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3599         /*
3600          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3601          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3602          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3603          *
3604          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3605          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3606          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3607          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3608          * been accounted, so we're correct here as well.
3609          */
3610         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3611                 return p->se.sum_exec_runtime;
3612 #endif
3613
3614         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3615         /*
3616          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3617          * project cycles that may never be accounted to this
3618          * thread, breaking clock_gettime().
3619          */
3620         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3621                 prefetch_curr_exec_start(p);
3622                 update_rq_clock(rq);
3623                 p->sched_class->update_curr(rq);
3624         }
3625         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3626         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3627
3628         return ns;
3629 }
3630
3631 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, thermal_pressure);
3632
3633 void arch_set_thermal_pressure(struct cpumask *cpus,
3634                                unsigned long th_pressure)
3635 {
3636         int cpu;
3637
3638         for_each_cpu(cpu, cpus)
3639                 WRITE_ONCE(per_cpu(thermal_pressure, cpu), th_pressure);
3640 }
3641
3642 /*
3643  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3644  * We call it with interrupts disabled.
3645  */
3646 void scheduler_tick(void)
3647 {
3648         int cpu = smp_processor_id();
3649         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3650         struct task_struct *curr = rq->curr;
3651         struct rq_flags rf;
3652         unsigned long thermal_pressure;
3653
3654         arch_scale_freq_tick();
3655         sched_clock_tick();
3656
3657         rq_lock(rq, &rf);
3658
3659         update_rq_clock(rq);
3660         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
3661         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
3662         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3663         calc_global_load_tick(rq);
3664         psi_task_tick(rq);
3665
3666         rq_unlock(rq, &rf);
3667
3668         perf_event_task_tick();
3669
3670 #ifdef CONFIG_SMP
3671         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3672         trigger_load_balance(rq);
3673 #endif
3674 }
3675
3676 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3677
3678 struct tick_work {
3679         int                     cpu;
3680         atomic_t                state;
3681         struct delayed_work     work;
3682 };
3683 /* Values for ->state, see diagram below. */
3684 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3685 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3686 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3687
3688 /*
3689  * State diagram for ->state:
3690  *
3691  *
3692  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3693  *                    |   ^
3694  *                    |   |
3695  *                    |   | sched_tick_remote()
3696  *                    |   |
3697  *                    |   |
3698  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3699  *                    |   ^
3700  *                    |   |
3701  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3702  *                    |   |
3703  *                    V   |
3704  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3705  *
3706  *
3707  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3708  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3709  */
3710
3711 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3712
3713 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3714 {
3715         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3716         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3717         int cpu = twork->cpu;
3718         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3719         struct task_struct *curr;
3720         struct rq_flags rf;
3721         u64 delta;
3722         int os;
3723
3724         /*
3725          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3726          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3727          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3728          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3729          * of when exactly it is running.
3730          */
3731         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3732                 goto out_requeue;
3733
3734         rq_lock_irq(rq, &rf);
3735         curr = rq->curr;
3736         if (cpu_is_offline(cpu))
3737                 goto out_unlock;
3738
3739         update_rq_clock(rq);
3740
3741         if (!is_idle_task(curr)) {
3742                 /*
3743                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3744                  * amount of time.
3745                  */
3746                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3747                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3748         }
3749         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3750
3751         calc_load_nohz_remote(rq);
3752 out_unlock:
3753         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3754 out_requeue:
3755
3756         /*
3757          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3758          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3759          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3760          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3761          */
3762         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3763         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3764         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3765                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3766 }
3767
3768 static void sched_tick_start(int cpu)
3769 {
3770         int os;
3771         struct tick_work *twork;
3772
3773         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3774                 return;
3775
3776         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3777
3778         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3779         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3780         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3781         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3782                 twork->cpu = cpu;
3783                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3784                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3785         }
3786 }
3787
3788 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3789 static void sched_tick_stop(int cpu)
3790 {
3791         struct tick_work *twork;
3792         int os;
3793
3794         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3795                 return;
3796
3797         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3798
3799         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3800         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3801         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3802         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3803         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3804 }
3805 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3806
3807 int __init sched_tick_offload_init(void)
3808 {
3809         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3810         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3811         return 0;
3812 }
3813
3814 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3815 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3816 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3817 #endif
3818
3819 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3820                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3821 /*
3822  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3823  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3824  */
3825 static inline void preempt_latency_start(int val)
3826 {
3827         if (preempt_count() == val) {
3828                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3829 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3830                 current->preempt_disable_ip = ip;
3831 #endif
3832                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3833         }
3834 }
3835
3836 void preempt_count_add(int val)
3837 {
3838 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3839         /*
3840          * Underflow?
3841          */
3842         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3843                 return;
3844 #endif
3845         __preempt_count_add(val);
3846 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3847         /*
3848          * Spinlock count overflowing soon?
3849          */
3850         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3851                                 PREEMPT_MASK - 10);
3852 #endif
3853         preempt_latency_start(val);
3854 }
3855 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3856 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3857
3858 /*
3859  * If the value passed in equals to the current preempt count
3860  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3861  */
3862 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3863 {
3864         if (preempt_count() == val)
3865                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3866 }
3867
3868 void preempt_count_sub(int val)
3869 {
3870 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3871         /*
3872          * Underflow?
3873          */
3874         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3875                 return;
3876         /*
3877          * Is the spinlock portion underflowing?
3878          */
3879         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3880                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3881                 return;
3882 #endif
3883
3884         preempt_latency_stop(val);
3885         __preempt_count_sub(val);
3886 }
3887 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3888 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3889
3890 #else
3891 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3892 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3893 #endif
3894
3895 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3896 {
3897 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3898         return p->preempt_disable_ip;
3899 #else
3900         return 0;
3901 #endif
3902 }
3903
3904 /*
3905  * Print scheduling while atomic bug:
3906  */
3907 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3908 {
3909         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3910         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3911
3912         if (oops_in_progress)
3913                 return;
3914
3915         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3916                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3917
3918         debug_show_held_locks(prev);
3919         print_modules();
3920         if (irqs_disabled())
3921                 print_irqtrace_events(prev);
3922         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3923             && in_atomic_preempt_off()) {
3924                 pr_err("Preemption disabled at:");
3925                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
3926         }
3927         if (panic_on_warn)
3928                 panic("scheduling while atomic\n");
3929
3930         dump_stack();
3931         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3932 }
3933
3934 /*
3935  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3936  */
3937 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3938 {
3939 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3940         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3941                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3942
3943         if (task_scs_end_corrupted(prev))
3944                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
3945 #endif
3946
3947 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3948         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3949                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3950                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3951                 dump_stack();
3952                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3953         }
3954 #endif
3955
3956         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3957                 __schedule_bug(prev);
3958                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3959         }
3960         rcu_sleep_check();
3961
3962         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3963
3964         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3965 }
3966
3967 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3968                                   struct rq_flags *rf)
3969 {
3970 #ifdef CONFIG_SMP
3971         const struct sched_class *class;
3972         /*
3973          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
3974          * that when we release the rq->lock the task is in the same
3975          * state as before we took rq->lock.
3976          *
3977          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
3978          * a runnable task of @class priority or higher.
3979          */
3980         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
3981                 if (class->balance(rq, prev, rf))
3982                         break;
3983         }
3984 #endif
3985
3986         put_prev_task(rq, prev);
3987 }
3988
3989 /*
3990  * Pick up the highest-prio task:
3991  */
3992 static inline struct task_struct *
3993 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3994 {
3995         const struct sched_class *class;
3996         struct task_struct *p;
3997
3998         /*
3999          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
4000          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
4001          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
4002          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
4003          */
4004         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
4005                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
4006                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4007
4008                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
4009                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
4010                         goto restart;
4011
4012                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
4013                 if (!p) {
4014                         put_prev_task(rq, prev);
4015                         p = pick_next_task_idle(rq);
4016                 }
4017
4018                 return p;
4019         }
4020
4021 restart:
4022         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
4023
4024         for_each_class(class) {
4025                 p = class->pick_next_task(rq);
4026                 if (p)
4027                         return p;
4028         }
4029
4030         /* The idle class should always have a runnable task: */
4031         BUG();
4032 }
4033
4034 /*
4035  * __schedule() is the main scheduler function.
4036  *
4037  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4038  *
4039  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4040  *
4041  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4042  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4043  *
4044  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4045  *      interrupt handler scheduler_tick().
4046  *
4047  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
4048  *      task to the run-queue and that's it.
4049  *
4050  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
4051  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
4052  *      called on the nearest possible occasion:
4053  *
4054  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
4055  *
4056  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4057  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4058  *           spin_unlock()!)
4059  *
4060  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4061  *           preemptible context
4062  *
4063  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4064  *         then at the next:
4065  *
4066  *          - cond_resched() call
4067  *          - explicit schedule() call
4068  *          - return from syscall or exception to user-space
4069  *          - return from interrupt-handler to user-space
4070  *
4071  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4072  */
4073 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4074 {
4075         struct task_struct *prev, *next;
4076         unsigned long *switch_count;
4077         struct rq_flags rf;
4078         struct rq *rq;
4079         int cpu;
4080
4081         cpu = smp_processor_id();
4082         rq = cpu_rq(cpu);
4083         prev = rq->curr;
4084
4085         schedule_debug(prev, preempt);
4086
4087         if (sched_feat(HRTICK))
4088                 hrtick_clear(rq);
4089
4090         local_irq_disable();
4091         rcu_note_context_switch(preempt);
4092
4093         /*
4094          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4095          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4096          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4097          *
4098          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4099          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4100          */
4101         rq_lock(rq, &rf);
4102         smp_mb__after_spinlock();
4103
4104         /* Promote REQ to ACT */
4105         rq->clock_update_flags <<= 1;
4106         update_rq_clock(rq);
4107
4108         switch_count = &prev->nivcsw;
4109         if (!preempt && prev->state) {
4110                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4111                         prev->state = TASK_RUNNING;
4112                 } else {
4113                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4114
4115                         if (prev->in_iowait) {
4116                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4117                                 delayacct_blkio_start();
4118                         }
4119                 }
4120                 switch_count = &prev->nvcsw;
4121         }
4122
4123         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4124         clear_tsk_need_resched(prev);
4125         clear_preempt_need_resched();
4126
4127         if (likely(prev != next)) {
4128                 rq->nr_switches++;
4129                 /*
4130                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4131                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4132                  */
4133                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4134                 /*
4135                  * The membarrier system call requires each architecture
4136                  * to have a full memory barrier after updating
4137                  * rq->curr, before returning to user-space.
4138                  *
4139                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4140                  * various architectures:
4141                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4142                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4143                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4144                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4145                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4146                  *   is a RELEASE barrier),
4147                  */
4148                 ++*switch_count;
4149
4150                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
4151
4152                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4153
4154                 /* Also unlocks the rq: */
4155                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4156         } else {
4157                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4158                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4159         }
4160
4161         balance_callback(rq);
4162 }
4163
4164 void __noreturn do_task_dead(void)
4165 {
4166         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4167         set_special_state(TASK_DEAD);
4168
4169         /* Tell freezer to ignore us: */
4170         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4171
4172         __schedule(false);
4173         BUG();
4174
4175         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4176         for (;;)
4177                 cpu_relax();
4178 }
4179
4180 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4181 {
4182         if (!tsk->state)
4183                 return;
4184
4185         /*
4186          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4187          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4188          * As this function is called inside the schedule() context,
4189          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4190          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4191          * requires it.
4192          */
4193         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4194                 preempt_disable();
4195                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4196                         wq_worker_sleeping(tsk);
4197                 else
4198                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4199                 preempt_enable_no_resched();
4200         }
4201
4202         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4203                 return;
4204
4205         /*
4206          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4207          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4208          */
4209         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4210                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4211 }
4212
4213 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4214 {
4215         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4216                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4217                         wq_worker_running(tsk);
4218                 else
4219                         io_wq_worker_running(tsk);
4220         }
4221 }
4222
4223 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4224 {
4225         struct task_struct *tsk = current;
4226
4227         sched_submit_work(tsk);
4228         do {
4229                 preempt_disable();
4230                 __schedule(false);
4231                 sched_preempt_enable_no_resched();
4232         } while (need_resched());
4233         sched_update_worker(tsk);
4234 }
4235 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4236
4237 /*
4238  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4239  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4240  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4241  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4242  * (schedule out non-voluntarily).
4243  *
4244  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4245  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4246  */
4247 void __sched schedule_idle(void)
4248 {
4249         /*
4250          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4251          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4252          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4253          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4254          * TASK_RUNNING state.
4255          */
4256         WARN_ON_ONCE(current->state);
4257         do {
4258                 __schedule(false);
4259         } while (need_resched());
4260 }
4261
4262 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4263 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4264 {
4265         /*
4266          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4267          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4268          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4269          * we find a better solution.
4270          *
4271          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4272          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4273          * too frequently to make sense yet.
4274          */
4275         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4276         schedule();
4277         exception_exit(prev_state);
4278 }
4279 #endif
4280
4281 /**
4282  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4283  *
4284  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4285  */
4286 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4287 {
4288         sched_preempt_enable_no_resched();
4289         schedule();
4290         preempt_disable();
4291 }
4292
4293 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4294 {
4295         do {
4296                 /*
4297                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4298                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4299                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4300                  * by the function tracer will call this function again and
4301                  * cause infinite recursion.
4302                  *
4303                  * Preemption must be disabled here before the function
4304                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4305                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4306                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4307                  * which can also be traced by the function tracer.
4308                  */
4309                 preempt_disable_notrace();
4310                 preempt_latency_start(1);
4311                 __schedule(true);
4312                 preempt_latency_stop(1);
4313                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4314
4315                 /*
4316                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4317                  * between schedule and now.
4318                  */
4319         } while (need_resched());
4320 }
4321
4322 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4323 /*
4324  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4325  * off of preempt_enable.
4326  */
4327 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4328 {
4329         /*
4330          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4331          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4332          */
4333         if (likely(!preemptible()))
4334                 return;
4335
4336         preempt_schedule_common();
4337 }
4338 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4339 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4340
4341 /**
4342  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4343  *
4344  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4345  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4346  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4347  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4348  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4349  * to be called when the system is still in usermode.
4350  *
4351  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4352  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4353  * calling the scheduler.
4354  */
4355 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4356 {
4357         enum ctx_state prev_ctx;
4358
4359         if (likely(!preemptible()))
4360                 return;
4361
4362         do {
4363                 /*
4364                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4365                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4366                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4367                  * by the function tracer will call this function again and
4368                  * cause infinite recursion.
4369                  *
4370                  * Preemption must be disabled here before the function
4371                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4372                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4373                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4374                  * which can also be traced by the function tracer.
4375                  */
4376                 preempt_disable_notrace();
4377                 preempt_latency_start(1);
4378                 /*
4379                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4380                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4381                  * an infinite recursion.
4382                  */
4383                 prev_ctx = exception_enter();
4384                 __schedule(true);
4385                 exception_exit(prev_ctx);
4386
4387                 preempt_latency_stop(1);
4388                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4389         } while (need_resched());
4390 }
4391 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4392
4393 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4394
4395 /*
4396  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4397  * off of irq context.
4398  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4399  * protect us against recursive calling from irq.
4400  */
4401 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4402 {
4403         enum ctx_state prev_state;
4404
4405         /* Catch callers which need to be fixed */
4406         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4407
4408         prev_state = exception_enter();
4409
4410         do {
4411                 preempt_disable();
4412                 local_irq_enable();
4413                 __schedule(true);
4414                 local_irq_disable();
4415                 sched_preempt_enable_no_resched();
4416         } while (need_resched());
4417
4418         exception_exit(prev_state);
4419 }
4420
4421 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4422                           void *key)
4423 {
4424         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4425 }
4426 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4427
4428 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4429
4430 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4431 {
4432         if (pi_task)
4433                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4434
4435         return prio;
4436 }
4437
4438 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4439 {
4440         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4441
4442         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4443 }
4444
4445 /*
4446  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4447  * @p: task to boost
4448  * @pi_task: donor task
4449  *
4450  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4451  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4452  *
4453  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4454  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4455  */
4456 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4457 {
4458         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4459                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4460         const struct sched_class *prev_class;
4461         struct rq_flags rf;
4462         struct rq *rq;
4463
4464         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4465         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4466
4467         /*
4468          * If nothing changed; bail early.
4469          */
4470         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4471                 return;
4472
4473         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4474         update_rq_clock(rq);
4475         /*
4476          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4477          * either lock.
4478          *
4479          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4480          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4481          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4482          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4483          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4484          */
4485         p->pi_top_task = pi_task;
4486
4487         /*
4488          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4489          */
4490         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4491                 goto out_unlock;
4492
4493         /*
4494          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4495          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4496          *
4497          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4498          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4499          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4500          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4501          * with interrupts disabled and will complete the lock
4502          * protected section without being interrupted. So there is no
4503          * real need to boost.
4504          */
4505         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4506                 WARN_ON(p != rq->curr);
4507                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4508                 goto out_unlock;
4509         }
4510
4511         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4512         oldprio = p->prio;
4513
4514         if (oldprio == prio)
4515                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4516
4517         prev_class = p->sched_class;
4518         queued = task_on_rq_queued(p);
4519         running = task_current(rq, p);
4520         if (queued)
4521                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4522         if (running)
4523                 put_prev_task(rq, p);
4524
4525         /*
4526          * Boosting condition are:
4527          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4528          *      --> -dl task blocks on mutex A
4529          *
4530          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4531          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4532          *          running task
4533          */
4534         if (dl_prio(prio)) {
4535                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4536                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4537                         p->dl.dl_boosted = 1;
4538                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4539                 } else
4540                         p->dl.dl_boosted = 0;
4541                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4542         } else if (rt_prio(prio)) {
4543                 if (dl_prio(oldprio))
4544                         p->dl.dl_boosted = 0;
4545                 if (oldprio < prio)
4546                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4547                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4548         } else {
4549                 if (dl_prio(oldprio))
4550                         p->dl.dl_boosted = 0;
4551                 if (rt_prio(oldprio))
4552                         p->rt.timeout = 0;
4553                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4554         }
4555
4556         p->prio = prio;
4557
4558         if (queued)
4559                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4560         if (running)
4561                 set_next_task(rq, p);
4562
4563         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4564 out_unlock:
4565         /* Avoid rq from going away on us: */
4566         preempt_disable();
4567         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4568
4569         balance_callback(rq);
4570         preempt_enable();
4571 }
4572 #else
4573 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4574 {
4575         return prio;
4576 }
4577 #endif
4578
4579 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4580 {
4581         bool queued, running;
4582         int old_prio;
4583         struct rq_flags rf;
4584         struct rq *rq;
4585
4586         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4587                 return;
4588         /*
4589          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4590          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4591          */
4592         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4593         update_rq_clock(rq);
4594
4595         /*
4596          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4597          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4598          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4599          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4600          */
4601         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4602                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4603                 goto out_unlock;
4604         }
4605         queued = task_on_rq_queued(p);
4606         running = task_current(rq, p);
4607         if (queued)
4608                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4609         if (running)
4610                 put_prev_task(rq, p);
4611
4612         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4613         set_load_weight(p, true);
4614         old_prio = p->prio;
4615         p->prio = effective_prio(p);
4616
4617         if (queued)
4618                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4619         if (running)
4620                 set_next_task(rq, p);
4621
4622         /*
4623          * If the task increased its priority or is running and
4624          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4625          */
4626         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
4627
4628 out_unlock:
4629         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4630 }
4631 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4632
4633 /*
4634  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4635  * @p: task
4636  * @nice: nice value
4637  */
4638 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4639 {
4640         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4641         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4642
4643         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4644                 capable(CAP_SYS_NICE));
4645 }
4646
4647 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4648
4649 /*
4650  * sys_nice - change the priority of the current process.
4651  * @increment: priority increment
4652  *
4653  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4654  * does similar things.
4655  */
4656 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4657 {
4658         long nice, retval;
4659
4660         /*
4661          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4662          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4663          * and we have a single winner.
4664          */
4665         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4666         nice = task_nice(current) + increment;
4667
4668         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4669         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4670                 return -EPERM;
4671
4672         retval = security_task_setnice(current, nice);
4673         if (retval)
4674                 return retval;
4675
4676         set_user_nice(current, nice);
4677         return 0;
4678 }
4679
4680 #endif
4681
4682 /**
4683  * task_prio - return the priority value of a given task.
4684  * @p: the task in question.
4685  *
4686  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4687  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4688  * around 0, value goes from -16 to +15.
4689  */
4690 int task_prio(const struct task_struct *p)
4691 {
4692         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4693 }
4694
4695 /**
4696  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4697  * @cpu: the processor in question.
4698  *
4699  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4700  */
4701 int idle_cpu(int cpu)
4702 {
4703         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4704
4705         if (rq->curr != rq->idle)
4706                 return 0;
4707
4708         if (rq->nr_running)
4709                 return 0;
4710
4711 #ifdef CONFIG_SMP
4712         if (rq->ttwu_pending)
4713                 return 0;
4714 #endif
4715
4716         return 1;
4717 }
4718
4719 /**
4720  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4721  * @cpu: the CPU in question.
4722  *
4723  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4724  */
4725 int available_idle_cpu(int cpu)
4726 {
4727         if (!idle_cpu(cpu))
4728                 return 0;
4729
4730         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4731                 return 0;
4732
4733         return 1;
4734 }
4735
4736 /**
4737  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4738  * @cpu: the processor in question.
4739  *
4740  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4741  */
4742 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4743 {
4744         return cpu_rq(cpu)->idle;
4745 }
4746
4747 /**
4748  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4749  * @pid: the pid in question.
4750  *
4751  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4752  */
4753 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4754 {
4755         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4756 }
4757
4758 /*
4759  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4760  * it calls know not to change it.
4761  */
4762 #define SETPARAM_POLICY -1
4763
4764 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4765                 const struct sched_attr *attr)
4766 {
4767         int policy = attr->sched_policy;
4768
4769         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4770                 policy = p->policy;
4771
4772         p->policy = policy;
4773
4774         if (dl_policy(policy))
4775                 __setparam_dl(p, attr);
4776         else if (fair_policy(policy))
4777                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4778
4779         /*
4780          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4781          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4782          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4783          */
4784         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4785         p->normal_prio = normal_prio(p);
4786         set_load_weight(p, true);
4787 }
4788
4789 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4790 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4791                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4792 {
4793         /*
4794          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4795          * either.
4796          */
4797         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4798                 return;
4799
4800         __setscheduler_params(p, attr);
4801
4802         /*
4803          * Keep a potential priority boosting if called from
4804          * sched_setscheduler().
4805          */
4806         p->prio = normal_prio(p);
4807         if (keep_boost)
4808                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4809
4810         if (dl_prio(p->prio))
4811                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4812         else if (rt_prio(p->prio))
4813                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4814         else
4815                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4816 }
4817
4818 /*
4819  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4820  */
4821 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4822 {
4823         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4824         bool match;
4825
4826         rcu_read_lock();
4827         pcred = __task_cred(p);
4828         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4829                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4830         rcu_read_unlock();
4831         return match;
4832 }
4833
4834 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4835                                 const struct sched_attr *attr,
4836                                 bool user, bool pi)
4837 {
4838         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4839                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4840         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4841         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4842         const struct sched_class *prev_class;
4843         struct rq_flags rf;
4844         int reset_on_fork;
4845         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4846         struct rq *rq;
4847
4848         /* The pi code expects interrupts enabled */
4849         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4850 recheck:
4851         /* Double check policy once rq lock held: */
4852         if (policy < 0) {
4853                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4854                 policy = oldpolicy = p->policy;
4855         } else {
4856                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4857
4858                 if (!valid_policy(policy))
4859                         return -EINVAL;
4860         }
4861
4862         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4863                 return -EINVAL;
4864
4865         /*
4866          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4867          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4868          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4869          */
4870         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4871             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4872                 return -EINVAL;
4873         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4874             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4875                 return -EINVAL;
4876
4877         /*
4878          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4879          */
4880         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4881                 if (fair_policy(policy)) {
4882                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4883                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4884                                 return -EPERM;
4885                 }
4886
4887                 if (rt_policy(policy)) {
4888                         unsigned long rlim_rtprio =
4889                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4890
4891                         /* Can't set/change the rt policy: */
4892                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4893                                 return -EPERM;
4894
4895                         /* Can't increase priority: */
4896                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4897                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4898                                 return -EPERM;
4899                 }
4900
4901                  /*
4902                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4903                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4904                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4905                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4906                   */
4907                 if (dl_policy(policy))
4908                         return -EPERM;
4909
4910                 /*
4911                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4912                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4913                  */
4914                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4915                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4916                                 return -EPERM;
4917                 }
4918
4919                 /* Can't change other user's priorities: */
4920                 if (!check_same_owner(p))
4921                         return -EPERM;
4922
4923                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4924                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4925                         return -EPERM;
4926         }
4927
4928         if (user) {
4929                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4930                         return -EINVAL;
4931
4932                 retval = security_task_setscheduler(p);
4933                 if (retval)
4934                         return retval;
4935         }
4936
4937         /* Update task specific "requested" clamps */
4938         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4939                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4940                 if (retval)
4941                         return retval;
4942         }
4943
4944         if (pi)
4945                 cpuset_read_lock();
4946
4947         /*
4948          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4949          * changing the priority of the task:
4950          *
4951          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4952          * runqueue lock must be held.
4953          */
4954         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4955         update_rq_clock(rq);
4956
4957         /*
4958          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4959          */
4960         if (p == rq->stop) {
4961                 retval = -EINVAL;
4962                 goto unlock;
4963         }
4964
4965         /*
4966          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4967          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4968          */
4969         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4970                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4971                         goto change;
4972                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4973                         goto change;
4974                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4975                         goto change;
4976                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4977                         goto change;
4978
4979                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4980                 retval = 0;
4981                 goto unlock;
4982         }
4983 change:
4984
4985         if (user) {
4986 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4987                 /*
4988                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4989                  * assigned.
4990                  */
4991                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4992                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4993                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4994                         retval = -EPERM;
4995                         goto unlock;
4996                 }
4997 #endif
4998 #ifdef CONFIG_SMP
4999                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
5000                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
5001                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
5002
5003                         /*
5004                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
5005                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
5006                          * will also fail if there's no bandwidth available.
5007                          */
5008                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
5009                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
5010                                 retval = -EPERM;
5011                                 goto unlock;
5012                         }
5013                 }
5014 #endif
5015         }
5016
5017         /* Re-check policy now with rq lock held: */
5018         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5019                 policy = oldpolicy = -1;
5020                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5021                 if (pi)
5022                         cpuset_read_unlock();
5023                 goto recheck;
5024         }
5025
5026         /*
5027          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
5028          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
5029          * is available.
5030          */
5031         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
5032                 retval = -EBUSY;
5033                 goto unlock;
5034         }
5035
5036         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5037         oldprio = p->prio;
5038
5039         if (pi) {
5040                 /*
5041                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
5042                  * effective priority is unchanged, we just store the new
5043                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
5044                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
5045                  * itself.
5046                  */
5047                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
5048                 if (new_effective_prio == oldprio)
5049                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
5050         }
5051
5052         queued = task_on_rq_queued(p);
5053         running = task_current(rq, p);
5054         if (queued)
5055                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
5056         if (running)
5057                 put_prev_task(rq, p);
5058
5059         prev_class = p->sched_class;
5060
5061         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5062         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5063
5064         if (queued) {
5065                 /*
5066                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5067                  * increased (user space view).
5068                  */
5069                 if (oldprio < p->prio)
5070                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5071
5072                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5073         }
5074         if (running)
5075                 set_next_task(rq, p);
5076
5077         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5078
5079         /* Avoid rq from going away on us: */
5080         preempt_disable();
5081         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5082
5083         if (pi) {
5084                 cpuset_read_unlock();
5085                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5086         }
5087
5088         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5089         balance_callback(rq);
5090         preempt_enable();
5091
5092         return 0;
5093
5094 unlock:
5095         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5096         if (pi)
5097                 cpuset_read_unlock();
5098         return retval;
5099 }
5100
5101 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5102                                const struct sched_param *param, bool check)
5103 {
5104         struct sched_attr attr = {
5105                 .sched_policy   = policy,
5106                 .sched_priority = param->sched_priority,
5107                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5108         };
5109
5110         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5111         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5112                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5113                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5114                 attr.sched_policy = policy;
5115         }
5116
5117         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5118 }
5119 /**
5120  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5121  * @p: the task in question.
5122  * @policy: new policy.
5123  * @param: structure containing the new RT priority.
5124  *
5125  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5126  *
5127  * NOTE that the task may be already dead.
5128  */
5129 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5130                        const struct sched_param *param)
5131 {
5132         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5133 }
5134 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5135
5136 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5137 {
5138         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5139 }
5140 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5141
5142 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5143 {
5144         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5145 }
5146
5147 /**
5148  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5149  * @p: the task in question.
5150  * @policy: new policy.
5151  * @param: structure containing the new RT priority.
5152  *
5153  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5154  * current context has permission.  For example, this is needed in
5155  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5156  * but our caller might not have that capability.
5157  *
5158  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5159  */
5160 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5161                                const struct sched_param *param)
5162 {
5163         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5164 }
5165 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5166
5167 static int
5168 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5169 {
5170         struct sched_param lparam;
5171         struct task_struct *p;
5172         int retval;
5173
5174         if (!param || pid < 0)
5175                 return -EINVAL;
5176         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5177                 return -EFAULT;
5178
5179         rcu_read_lock();
5180         retval = -ESRCH;
5181         p = find_process_by_pid(pid);
5182         if (likely(p))
5183                 get_task_struct(p);
5184         rcu_read_unlock();
5185
5186         if (likely(p)) {
5187                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5188                 put_task_struct(p);
5189         }
5190
5191         return retval;
5192 }
5193
5194 /*
5195  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5196  */
5197 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5198 {
5199         u32 size;
5200         int ret;
5201
5202         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5203         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5204
5205         ret = get_user(size, &uattr->size);
5206         if (ret)
5207                 return ret;
5208
5209         /* ABI compatibility quirk: */
5210         if (!size)
5211                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5212         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5213                 goto err_size;
5214
5215         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5216         if (ret) {
5217                 if (ret == -E2BIG)
5218                         goto err_size;
5219                 return ret;
5220         }
5221
5222         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5223             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5224                 return -EINVAL;
5225
5226         /*
5227          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5228          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5229          */
5230         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5231
5232         return 0;
5233
5234 err_size:
5235         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5236         return -E2BIG;
5237 }
5238
5239 /**
5240  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5241  * @pid: the pid in question.
5242  * @policy: new policy.
5243  * @param: structure containing the new RT priority.
5244  *
5245  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5246  */
5247 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5248 {
5249         if (policy < 0)
5250                 return -EINVAL;
5251
5252         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5253 }
5254
5255 /**
5256  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5257  * @pid: the pid in question.
5258  * @param: structure containing the new RT priority.
5259  *
5260  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5261  */
5262 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5263 {
5264         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5265 }
5266
5267 /**
5268  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5269  * @pid: the pid in question.
5270  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5271  * @flags: for future extension.
5272  */
5273 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5274                                unsigned int, flags)
5275 {
5276         struct sched_attr attr;
5277         struct task_struct *p;
5278         int retval;
5279
5280         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5281                 return -EINVAL;
5282
5283         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5284         if (retval)
5285                 return retval;
5286
5287         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5288                 return -EINVAL;
5289         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5290                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5291
5292         rcu_read_lock();
5293         retval = -ESRCH;
5294         p = find_process_by_pid(pid);
5295         if (likely(p))
5296                 get_task_struct(p);
5297         rcu_read_unlock();
5298
5299         if (likely(p)) {
5300                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5301                 put_task_struct(p);
5302         }
5303
5304         return retval;
5305 }
5306
5307 /**
5308  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5309  * @pid: the pid in question.
5310  *
5311  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5312  * code.
5313  */
5314 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5315 {
5316         struct task_struct *p;
5317         int retval;
5318
5319         if (pid < 0)
5320                 return -EINVAL;
5321
5322         retval = -ESRCH;
5323         rcu_read_lock();
5324         p = find_process_by_pid(pid);
5325         if (p) {
5326                 retval = security_task_getscheduler(p);
5327                 if (!retval)
5328                         retval = p->policy
5329                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5330         }
5331         rcu_read_unlock();
5332         return retval;
5333 }
5334
5335 /**
5336  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5337  * @pid: the pid in question.
5338  * @param: structure containing the RT priority.
5339  *
5340  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5341  * code.
5342  */
5343 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5344 {
5345         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5346         struct task_struct *p;
5347         int retval;
5348
5349         if (!param || pid < 0)
5350                 return -EINVAL;
5351
5352         rcu_read_lock();
5353         p = find_process_by_pid(pid);
5354         retval = -ESRCH;
5355         if (!p)
5356                 goto out_unlock;
5357
5358         retval = security_task_getscheduler(p);
5359         if (retval)
5360                 goto out_unlock;
5361
5362         if (task_has_rt_policy(p))
5363                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5364         rcu_read_unlock();
5365
5366         /*
5367          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5368          */
5369         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5370
5371         return retval;
5372
5373 out_unlock:
5374         rcu_read_unlock();
5375         return retval;
5376 }
5377
5378 /*
5379  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5380  * than what user-space knows about) to user-space.
5381  *
5382  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5383  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5384  * have the same size.
5385  */
5386 static int
5387 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5388                         struct sched_attr *kattr,
5389                         unsigned int usize)
5390 {
5391         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5392
5393         if (!access_ok(uattr, usize))
5394                 return -EFAULT;
5395
5396         /*
5397          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5398          *
5399          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5400          *
5401          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5402          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5403          *
5404          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5405          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5406          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5407          * which is set to ksize in this case.
5408          */
5409         kattr->size = min(usize, ksize);
5410
5411         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5412                 return -EFAULT;
5413
5414         return 0;
5415 }
5416
5417 /**
5418  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5419  * @pid: the pid in question.
5420  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5421  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5422  * @flags: for future extension.
5423  */
5424 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5425                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5426 {
5427         struct sched_attr kattr = { };
5428         struct task_struct *p;
5429         int retval;
5430
5431         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5432             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5433                 return -EINVAL;
5434
5435         rcu_read_lock();
5436         p = find_process_by_pid(pid);
5437         retval = -ESRCH;
5438         if (!p)
5439                 goto out_unlock;
5440
5441         retval = security_task_getscheduler(p);
5442         if (retval)
5443                 goto out_unlock;
5444
5445         kattr.sched_policy = p->policy;
5446         if (p->sched_reset_on_fork)
5447                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5448         if (task_has_dl_policy(p))
5449                 __getparam_dl(p, &kattr);
5450         else if (task_has_rt_policy(p))
5451                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5452         else
5453                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5454
5455 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5456         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5457         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5458 #endif
5459
5460         rcu_read_unlock();
5461
5462         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5463
5464 out_unlock:
5465         rcu_read_unlock();
5466         return retval;
5467 }
5468
5469 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5470 {
5471         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5472         struct task_struct *p;
5473         int retval;
5474
5475         rcu_read_lock();
5476
5477         p = find_process_by_pid(pid);
5478         if (!p) {
5479                 rcu_read_unlock();
5480                 return -ESRCH;
5481         }
5482
5483         /* Prevent p going away */
5484         get_task_struct(p);
5485         rcu_read_unlock();
5486
5487         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5488                 retval = -EINVAL;
5489                 goto out_put_task;
5490         }
5491         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5492                 retval = -ENOMEM;
5493                 goto out_put_task;
5494         }
5495         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5496                 retval = -ENOMEM;
5497                 goto out_free_cpus_allowed;
5498         }
5499         retval = -EPERM;
5500         if (!check_same_owner(p)) {
5501                 rcu_read_lock();
5502                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5503                         rcu_read_unlock();
5504                         goto out_free_new_mask;
5505                 }
5506                 rcu_read_unlock();
5507         }
5508
5509         retval = security_task_setscheduler(p);
5510         if (retval)
5511                 goto out_free_new_mask;
5512
5513
5514         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5515         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5516
5517         /*
5518          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5519          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5520          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5521          * root_domain.
5522          */
5523 #ifdef CONFIG_SMP
5524         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5525                 rcu_read_lock();
5526                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5527                         retval = -EBUSY;
5528                         rcu_read_unlock();
5529                         goto out_free_new_mask;
5530                 }
5531                 rcu_read_unlock();
5532         }
5533 #endif
5534 again:
5535         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5536
5537         if (!retval) {
5538                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5539                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5540                         /*
5541                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5542                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5543                          * cpuset's cpus_allowed
5544                          */
5545                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5546                         goto again;
5547                 }
5548         }
5549 out_free_new_mask:
5550         free_cpumask_var(new_mask);
5551 out_free_cpus_allowed:
5552         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5553 out_put_task:
5554         put_task_struct(p);
5555         return retval;
5556 }
5557
5558 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5559                              struct cpumask *new_mask)
5560 {
5561         if (len < cpumask_size())
5562                 cpumask_clear(new_mask);
5563         else if (len > cpumask_size())
5564                 len = cpumask_size();
5565
5566         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5567 }
5568
5569 /**
5570  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5571  * @pid: pid of the process
5572  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5573  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5574  *
5575  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5576  */
5577 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5578                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5579 {
5580         cpumask_var_t new_mask;
5581         int retval;
5582
5583         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5584                 return -ENOMEM;
5585
5586         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5587         if (retval == 0)
5588                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5589         free_cpumask_var(new_mask);
5590         return retval;
5591 }
5592
5593 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5594 {
5595         struct task_struct *p;
5596         unsigned long flags;
5597         int retval;
5598
5599         rcu_read_lock();
5600
5601         retval = -ESRCH;
5602         p = find_process_by_pid(pid);
5603         if (!p)
5604                 goto out_unlock;
5605
5606         retval = security_task_getscheduler(p);
5607         if (retval)
5608                 goto out_unlock;
5609
5610         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5611         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5612         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5613
5614 out_unlock:
5615         rcu_read_unlock();
5616
5617         return retval;
5618 }
5619
5620 /**
5621  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5622  * @pid: pid of the process
5623  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5624  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5625  *
5626  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5627  * error code otherwise.
5628  */
5629 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5630                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5631 {
5632         int ret;
5633         cpumask_var_t mask;
5634
5635         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5636                 return -EINVAL;
5637         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5638                 return -EINVAL;
5639
5640         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5641                 return -ENOMEM;
5642
5643         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5644         if (ret == 0) {
5645                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5646
5647                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5648                         ret = -EFAULT;
5649                 else
5650                         ret = retlen;
5651         }
5652         free_cpumask_var(mask);
5653
5654         return ret;
5655 }
5656
5657 /**
5658  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5659  *
5660  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5661  * other threads running on this CPU then this function will return.
5662  *
5663  * Return: 0.
5664  */
5665 static void do_sched_yield(void)
5666 {
5667         struct rq_flags rf;
5668         struct rq *rq;
5669
5670         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5671
5672         schedstat_inc(rq->yld_count);
5673         current->sched_class->yield_task(rq);
5674
5675         /*
5676          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5677          * no need to preempt or enable interrupts:
5678          */
5679         preempt_disable();
5680         rq_unlock(rq, &rf);
5681         sched_preempt_enable_no_resched();
5682
5683         schedule();
5684 }
5685
5686 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5687 {
5688         do_sched_yield();
5689         return 0;
5690 }
5691
5692 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5693 int __sched _cond_resched(void)
5694 {
5695         if (should_resched(0)) {
5696                 preempt_schedule_common();
5697                 return 1;
5698         }
5699         rcu_all_qs();
5700         return 0;
5701 }
5702 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5703 #endif
5704
5705 /*
5706  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5707  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5708  *
5709  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5710  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5711  * spin_unlock(), once by hand).
5712  */
5713 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5714 {
5715         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5716         int ret = 0;
5717
5718         lockdep_assert_held(lock);
5719
5720         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5721                 spin_unlock(lock);
5722                 if (resched)
5723                         preempt_schedule_common();
5724                 else
5725                         cpu_relax();
5726                 ret = 1;
5727                 spin_lock(lock);
5728         }
5729         return ret;
5730 }
5731 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5732
5733 /**
5734  * yield - yield the current processor to other threads.
5735  *
5736  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5737  *
5738  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5739  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5740  * it, its already broken.
5741  *
5742  * Typical broken usage is:
5743  *
5744  * while (!event)
5745  *      yield();
5746  *
5747  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5748  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5749  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5750  *
5751  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5752  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5753  * If you still want to use yield(), do not!
5754  */
5755 void __sched yield(void)
5756 {
5757         set_current_state(TASK_RUNNING);
5758         do_sched_yield();
5759 }
5760 EXPORT_SYMBOL(yield);
5761
5762 /**
5763  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5764  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5765  * processor it's on.
5766  * @p: target task
5767  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5768  *
5769  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5770  * can't go away on us before we can do any checks.
5771  *
5772  * Return:
5773  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5774  *      false (0) if we failed to boost the target.
5775  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5776  */
5777 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5778 {
5779         struct task_struct *curr = current;
5780         struct rq *rq, *p_rq;
5781         unsigned long flags;
5782         int yielded = 0;
5783
5784         local_irq_save(flags);
5785         rq = this_rq();
5786
5787 again:
5788         p_rq = task_rq(p);
5789         /*
5790          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5791          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5792          */
5793         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5794                 yielded = -ESRCH;
5795                 goto out_irq;
5796         }
5797
5798         double_rq_lock(rq, p_rq);
5799         if (task_rq(p) != p_rq) {
5800                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5801                 goto again;
5802         }
5803
5804         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5805                 goto out_unlock;
5806
5807         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5808                 goto out_unlock;
5809
5810         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5811                 goto out_unlock;
5812
5813         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5814         if (yielded) {
5815                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5816                 /*
5817                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5818                  * fairness.
5819                  */
5820                 if (preempt && rq != p_rq)
5821                         resched_curr(p_rq);
5822         }
5823
5824 out_unlock:
5825         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5826 out_irq:
5827         local_irq_restore(flags);
5828
5829         if (yielded > 0)
5830                 schedule();
5831
5832         return yielded;
5833 }
5834 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5835
5836 int io_schedule_prepare(void)
5837 {
5838         int old_iowait = current->in_iowait;
5839
5840         current->in_iowait = 1;
5841         blk_schedule_flush_plug(current);
5842
5843         return old_iowait;
5844 }
5845
5846 void io_schedule_finish(int token)
5847 {
5848         current->in_iowait = token;
5849 }
5850
5851 /*
5852  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5853  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5854  */
5855 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5856 {
5857         int token;
5858         long ret;
5859
5860         token = io_schedule_prepare();
5861         ret = schedule_timeout(timeout);
5862         io_schedule_finish(token);
5863
5864         return ret;
5865 }
5866 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5867
5868 void __sched io_schedule(void)
5869 {
5870         int token;
5871
5872         token = io_schedule_prepare();
5873         schedule();
5874         io_schedule_finish(token);
5875 }
5876 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5877
5878 /**
5879  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5880  * @policy: scheduling class.
5881  *
5882  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5883  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5884  * On failure, a negative error code is returned.
5885  */
5886 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5887 {
5888         int ret = -EINVAL;
5889
5890         switch (policy) {
5891         case SCHED_FIFO:
5892         case SCHED_RR:
5893                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5894                 break;
5895         case SCHED_DEADLINE:
5896         case SCHED_NORMAL:
5897         case SCHED_BATCH:
5898         case SCHED_IDLE:
5899                 ret = 0;
5900                 break;
5901         }
5902         return ret;
5903 }
5904
5905 /**
5906  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5907  * @policy: scheduling class.
5908  *
5909  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5910  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5911  * On failure, a negative error code is returned.
5912  */
5913 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5914 {
5915         int ret = -EINVAL;
5916
5917         switch (policy) {
5918         case SCHED_FIFO:
5919         case SCHED_RR:
5920                 ret = 1;
5921                 break;
5922         case SCHED_DEADLINE:
5923         case SCHED_NORMAL:
5924         case SCHED_BATCH:
5925         case SCHED_IDLE:
5926                 ret = 0;
5927         }
5928         return ret;
5929 }
5930
5931 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5932 {
5933         struct task_struct *p;
5934         unsigned int time_slice;
5935         struct rq_flags rf;
5936         struct rq *rq;
5937         int retval;
5938
5939         if (pid < 0)
5940                 return -EINVAL;
5941
5942         retval = -ESRCH;
5943         rcu_read_lock();
5944         p = find_process_by_pid(pid);
5945         if (!p)
5946                 goto out_unlock;
5947
5948         retval = security_task_getscheduler(p);
5949         if (retval)
5950                 goto out_unlock;
5951
5952         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5953         time_slice = 0;
5954         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5955                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5956         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5957
5958         rcu_read_unlock();
5959         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5960         return 0;
5961
5962 out_unlock:
5963         rcu_read_unlock();
5964         return retval;
5965 }
5966
5967 /**
5968  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5969  * @pid: pid of the process.
5970  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5971  *
5972  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5973  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5974  *
5975  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5976  * an error code.
5977  */
5978 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5979                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5980 {
5981         struct timespec64 t;
5982         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5983
5984         if (retval == 0)
5985                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5986
5987         return retval;
5988 }
5989
5990 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5991 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5992                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5993 {
5994         struct timespec64 t;
5995         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5996
5997         if (retval == 0)
5998                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
5999         return retval;
6000 }
6001 #endif
6002
6003 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6004 {
6005         unsigned long free = 0;
6006         int ppid;
6007
6008         if (!try_get_task_stack(p))
6009                 return;
6010
6011         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
6012
6013         if (p->state == TASK_RUNNING)
6014                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6015 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6016         free = stack_not_used(p);
6017 #endif
6018         ppid = 0;
6019         rcu_read_lock();
6020         if (pid_alive(p))
6021                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
6022         rcu_read_unlock();
6023         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6024                 task_pid_nr(p), ppid,
6025                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6026
6027         print_worker_info(KERN_INFO, p);
6028         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
6029         put_task_stack(p);
6030 }
6031 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
6032
6033 static inline bool
6034 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
6035 {
6036         /* no filter, everything matches */
6037         if (!state_filter)
6038                 return true;
6039
6040         /* filter, but doesn't match */
6041         if (!(p->state & state_filter))
6042                 return false;
6043
6044         /*
6045          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
6046          * TASK_KILLABLE).
6047          */
6048         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
6049                 return false;
6050
6051         return true;
6052 }
6053
6054
6055 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6056 {
6057         struct task_struct *g, *p;
6058
6059 #if BITS_PER_LONG == 32
6060         printk(KERN_INFO
6061                 "  task                PC stack   pid father\n");
6062 #else
6063         printk(KERN_INFO
6064                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6065 #endif
6066         rcu_read_lock();
6067         for_each_process_thread(g, p) {
6068                 /*
6069                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6070                  * console might take a lot of time:
6071                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6072                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6073                  * an IPI.
6074                  */
6075                 touch_nmi_watchdog();
6076                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6077                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6078                         sched_show_task(p);
6079         }
6080
6081 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6082         if (!state_filter)
6083                 sysrq_sched_debug_show();
6084 #endif
6085         rcu_read_unlock();
6086         /*
6087          * Only show locks if all tasks are dumped:
6088          */
6089         if (!state_filter)
6090                 debug_show_all_locks();
6091 }
6092
6093 /**
6094  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6095  * @idle: task in question
6096  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6097  *
6098  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6099  * flag, to make booting more robust.
6100  */
6101 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6102 {
6103         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6104         unsigned long flags;
6105
6106         __sched_fork(0, idle);
6107
6108         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6109         raw_spin_lock(&rq->lock);
6110
6111         idle->state = TASK_RUNNING;
6112         idle->se.exec_start = sched_clock();
6113         idle->flags |= PF_IDLE;
6114
6115         scs_task_reset(idle);
6116         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6117
6118 #ifdef CONFIG_SMP
6119         /*
6120          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6121          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6122          *
6123          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6124          */
6125         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6126 #endif
6127         /*
6128          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6129          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6130          * lockdep check in task_group() will fail.
6131          *
6132          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6133          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6134          *
6135          * Silence PROVE_RCU
6136          */
6137         rcu_read_lock();
6138         __set_task_cpu(idle, cpu);
6139         rcu_read_unlock();
6140
6141         rq->idle = idle;
6142         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6143         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6144 #ifdef CONFIG_SMP
6145         idle->on_cpu = 1;
6146 #endif
6147         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6148         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6149
6150         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6151         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6152
6153         /*
6154          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6155          */
6156         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6157         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6158         vtime_init_idle(idle, cpu);
6159 #ifdef CONFIG_SMP
6160         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6161 #endif
6162 }
6163
6164 #ifdef CONFIG_SMP
6165
6166 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6167                               const struct cpumask *trial)
6168 {
6169         int ret = 1;
6170
6171         if (!cpumask_weight(cur))
6172                 return ret;
6173
6174         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6175
6176         return ret;
6177 }
6178
6179 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6180                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6181 {
6182         int ret = 0;
6183
6184         /*
6185          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6186          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6187          * affinity and isolating such threads by their set of
6188          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6189          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6190          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6191          * before cpus_mask may be changed.
6192          */
6193         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6194                 ret = -EINVAL;
6195                 goto out;
6196         }
6197
6198         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6199                                               cs_cpus_allowed))
6200                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6201
6202 out:
6203         return ret;
6204 }
6205
6206 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6207
6208 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6209 /* Migrate current task p to target_cpu */
6210 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6211 {
6212         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6213         int curr_cpu = task_cpu(p);
6214
6215         if (curr_cpu == target_cpu)
6216                 return 0;
6217
6218         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6219                 return -EINVAL;
6220
6221         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6222
6223         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6224         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6225 }
6226
6227 /*
6228  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6229  * tasks on the runqueues
6230  */
6231 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6232 {
6233         bool queued, running;
6234         struct rq_flags rf;
6235         struct rq *rq;
6236
6237         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6238         queued = task_on_rq_queued(p);
6239         running = task_current(rq, p);
6240
6241         if (queued)
6242                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6243         if (running)
6244                 put_prev_task(rq, p);
6245
6246         p->numa_preferred_nid = nid;
6247
6248         if (queued)
6249                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6250         if (running)
6251                 set_next_task(rq, p);
6252         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6253 }
6254 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6255
6256 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6257 /*
6258  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6259  * offline.
6260  */
6261 void idle_task_exit(void)
6262 {
6263         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6264
6265         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6266         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
6267
6268         if (mm != &init_mm) {
6269                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6270                 finish_arch_post_lock_switch();
6271         }
6272
6273         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
6274 }
6275
6276 /*
6277  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6278  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6279  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6280  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6281  * calculation.
6282  *
6283  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6284  */
6285 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6286 {
6287         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6288         if (delta)
6289                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6290 }
6291
6292 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6293 {
6294         const struct sched_class *class;
6295         struct task_struct *next;
6296
6297         for_each_class(class) {
6298                 next = class->pick_next_task(rq);
6299                 if (next) {
6300                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6301                         return next;
6302                 }
6303         }
6304
6305         /* The idle class should always have a runnable task */
6306         BUG();
6307 }
6308
6309 /*
6310  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6311  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6312  *
6313  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6314  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6315  * because of lock validation efforts.
6316  */
6317 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6318 {
6319         struct rq *rq = dead_rq;
6320         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6321         struct rq_flags orf = *rf;
6322         int dest_cpu;
6323
6324         /*
6325          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6326          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6327          *
6328          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6329          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6330          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6331          * done here.
6332          */
6333         rq->stop = NULL;
6334
6335         /*
6336          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6337          * class method both need to have an up-to-date
6338          * value of rq->clock[_task]
6339          */
6340         update_rq_clock(rq);
6341
6342         for (;;) {
6343                 /*
6344                  * There's this thread running, bail when that's the only
6345                  * remaining thread:
6346                  */
6347                 if (rq->nr_running == 1)
6348                         break;
6349
6350                 next = __pick_migrate_task(rq);
6351
6352                 /*
6353                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6354                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6355                  * stabilizes the mask.
6356                  *
6357                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6358                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6359                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6360                  */
6361                 rq_unlock(rq, rf);
6362                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6363                 rq_relock(rq, rf);
6364
6365                 /*
6366                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6367                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6368                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6369                  */
6370                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6371                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6372                         continue;
6373                 }
6374
6375                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6376                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6377                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6378                 if (rq != dead_rq) {
6379                         rq_unlock(rq, rf);
6380                         rq = dead_rq;
6381                         *rf = orf;
6382                         rq_relock(rq, rf);
6383                 }
6384                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6385         }
6386
6387         rq->stop = stop;
6388 }
6389 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6390
6391 void set_rq_online(struct rq *rq)
6392 {
6393         if (!rq->online) {
6394                 const struct sched_class *class;
6395
6396                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6397                 rq->online = 1;
6398
6399                 for_each_class(class) {
6400                         if (class->rq_online)
6401                                 class->rq_online(rq);
6402                 }
6403         }
6404 }
6405
6406 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6407 {
6408         if (rq->online) {
6409                 const struct sched_class *class;
6410
6411                 for_each_class(class) {
6412                         if (class->rq_offline)
6413                                 class->rq_offline(rq);
6414                 }
6415
6416                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6417                 rq->online = 0;
6418         }
6419 }
6420
6421 /*
6422  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6423  */
6424 static int num_cpus_frozen;
6425
6426 /*
6427  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6428  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6429  * around partition_sched_domains().
6430  *
6431  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6432  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6433  */
6434 static void cpuset_cpu_active(void)
6435 {
6436         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6437                 /*
6438                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6439                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6440                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6441                  * domain, ignoring cpusets.
6442                  */
6443                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6444                 if (--num_cpus_frozen)
6445                         return;
6446                 /*
6447                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6448                  * restore the original sched domains by considering the
6449                  * cpuset configurations.
6450                  */
6451                 cpuset_force_rebuild();
6452         }
6453         cpuset_update_active_cpus();
6454 }
6455
6456 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6457 {
6458         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6459                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6460                         return -EBUSY;
6461                 cpuset_update_active_cpus();
6462         } else {
6463                 num_cpus_frozen++;
6464                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6465         }
6466         return 0;
6467 }
6468
6469 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6470 {
6471         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6472         struct rq_flags rf;
6473
6474 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6475         /*
6476          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6477          */
6478         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6479                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6480 #endif
6481         set_cpu_active(cpu, true);
6482
6483         if (sched_smp_initialized) {
6484                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6485                 cpuset_cpu_active();
6486         }
6487
6488         /*
6489          * Put the rq online, if not already. This happens:
6490          *
6491          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6492          *    after all CPUs have been brought up.
6493          *
6494          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6495          *    domains.
6496          */
6497         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6498         if (rq->rd) {
6499                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6500                 set_rq_online(rq);
6501         }
6502         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6503
6504         return 0;
6505 }
6506
6507 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6508 {
6509         int ret;
6510
6511         set_cpu_active(cpu, false);
6512         /*
6513          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6514          * users of this state to go away such that all new such users will
6515          * observe it.
6516          *
6517          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6518          */
6519         synchronize_rcu();
6520
6521 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6522         /*
6523          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6524          */
6525         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6526                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6527 #endif
6528
6529         if (!sched_smp_initialized)
6530                 return 0;
6531
6532         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6533         if (ret) {
6534                 set_cpu_active(cpu, true);
6535                 return ret;
6536         }
6537         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6538         return 0;
6539 }
6540
6541 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6542 {
6543         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6544
6545         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6546         update_max_interval();
6547 }
6548
6549 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6550 {
6551         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6552         sched_tick_start(cpu);
6553         return 0;
6554 }
6555
6556 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6557 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6558 {
6559         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6560         struct rq_flags rf;
6561
6562         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6563         sched_tick_stop(cpu);
6564
6565         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6566         if (rq->rd) {
6567                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6568                 set_rq_offline(rq);
6569         }
6570         migrate_tasks(rq, &rf);
6571         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6572         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6573
6574         calc_load_migrate(rq);
6575         update_max_interval();
6576         nohz_balance_exit_idle(rq);
6577         hrtick_clear(rq);
6578         return 0;
6579 }
6580 #endif
6581
6582 void __init sched_init_smp(void)
6583 {
6584         sched_init_numa();
6585
6586         /*
6587          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6588          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6589          * happen.
6590          */
6591         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6592         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6593         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6594
6595         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6596         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6597                 BUG();
6598         sched_init_granularity();
6599
6600         init_sched_rt_class();
6601         init_sched_dl_class();
6602
6603         sched_smp_initialized = true;
6604 }
6605
6606 static int __init migration_init(void)
6607 {
6608         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6609         return 0;
6610 }
6611 early_initcall(migration_init);
6612
6613 #else
6614 void __init sched_init_smp(void)
6615 {
6616         sched_init_granularity();
6617 }
6618 #endif /* CONFIG_SMP */
6619
6620 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6621 {
6622         return in_lock_functions(addr) ||
6623                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6624                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6625 }
6626
6627 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6628 /*
6629  * Default task group.
6630  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6631  */
6632 struct task_group root_task_group;
6633 LIST_HEAD(task_groups);
6634
6635 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6636 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6637 #endif
6638
6639 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6640 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6641
6642 void __init sched_init(void)
6643 {
6644         unsigned long ptr = 0;
6645         int i;
6646
6647         wait_bit_init();
6648
6649 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6650         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6651 #endif
6652 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6653         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6654 #endif
6655         if (ptr) {
6656                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6657
6658 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6659                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6660                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6661
6662                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6663                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6664
6665                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6666                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6667 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6668 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6669                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6670                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6671
6672                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6673                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6674
6675 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6676         }
6677 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6678         for_each_possible_cpu(i) {
6679                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6680                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6681                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6682                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6683         }
6684 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6685
6686         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6687         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6688
6689 #ifdef CONFIG_SMP
6690         init_defrootdomain();
6691 #endif
6692
6693 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6694         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6695                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6696 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6697
6698 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6699         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6700
6701         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6702         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6703         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6704         autogroup_init(&init_task);
6705 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6706
6707         for_each_possible_cpu(i) {
6708                 struct rq *rq;
6709
6710                 rq = cpu_rq(i);
6711                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6712                 rq->nr_running = 0;
6713                 rq->calc_load_active = 0;
6714                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6715                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6716                 init_rt_rq(&rq->rt);
6717                 init_dl_rq(&rq->dl);
6718 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6719                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6720                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6721                 /*
6722                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6723                  *
6724                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6725                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6726                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6727                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6728                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6729                  * (se->load.weight).
6730                  *
6731                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6732                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6733                  * then A0's share of the CPU resource is:
6734                  *
6735                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6736                  *
6737                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6738                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6739                  */
6740                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6741 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6742
6743                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6744 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6745                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6746 #endif
6747 #ifdef CONFIG_SMP
6748                 rq->sd = NULL;
6749                 rq->rd = NULL;
6750                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6751                 rq->balance_callback = NULL;
6752                 rq->active_balance = 0;
6753                 rq->next_balance = jiffies;
6754                 rq->push_cpu = 0;
6755                 rq->cpu = i;
6756                 rq->online = 0;
6757                 rq->idle_stamp = 0;
6758                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6759                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6760
6761                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6762
6763                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6764 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6765                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6766                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6767
6768                 rq_csd_init(rq, &rq->nohz_csd, nohz_csd_func);
6769 #endif
6770 #endif /* CONFIG_SMP */
6771                 hrtick_rq_init(rq);
6772                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6773         }
6774
6775         set_load_weight(&init_task, false);
6776
6777         /*
6778          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6779          */
6780         mmgrab(&init_mm);
6781         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6782
6783         /*
6784          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6785          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6786          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6787          * when this runqueue becomes "idle".
6788          */
6789         init_idle(current, smp_processor_id());
6790
6791         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6792
6793 #ifdef CONFIG_SMP
6794         idle_thread_set_boot_cpu();
6795 #endif
6796         init_sched_fair_class();
6797
6798         init_schedstats();
6799
6800         psi_init();
6801
6802         init_uclamp();
6803
6804         scheduler_running = 1;
6805 }
6806
6807 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6808 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6809 {
6810         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6811
6812         return (nested == preempt_offset);
6813 }
6814
6815 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6816 {
6817         /*
6818          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6819          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6820          * otherwise we will destroy state.
6821          */
6822         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6823                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6824                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6825                         current->state,
6826                         (void *)current->task_state_change,
6827                         (void *)current->task_state_change);
6828
6829         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6830 }
6831 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6832
6833 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6834 {
6835         /* Ratelimiting timestamp: */
6836         static unsigned long prev_jiffy;
6837
6838         unsigned long preempt_disable_ip;
6839
6840         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6841         rcu_sleep_check();
6842
6843         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6844              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6845             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6846             oops_in_progress)
6847                 return;
6848
6849         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6850                 return;
6851         prev_jiffy = jiffies;
6852
6853         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6854         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6855
6856         printk(KERN_ERR
6857                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6858                         file, line);
6859         printk(KERN_ERR
6860                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6861                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6862                         current->pid, current->comm);
6863
6864         if (task_stack_end_corrupted(current))
6865                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6866
6867         debug_show_held_locks(current);
6868         if (irqs_disabled())
6869                 print_irqtrace_events(current);
6870         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6871             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6872                 pr_err("Preemption disabled at:");
6873                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
6874         }
6875         dump_stack();
6876         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6877 }
6878 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6879
6880 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6881 {
6882         static unsigned long prev_jiffy;
6883
6884         if (irqs_disabled())
6885                 return;
6886
6887         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6888                 return;
6889
6890         if (preempt_count() > preempt_offset)
6891                 return;
6892
6893         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6894                 return;
6895         prev_jiffy = jiffies;
6896
6897         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6898         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6899                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6900                         current->pid, current->comm);
6901
6902         debug_show_held_locks(current);
6903         dump_stack();
6904         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6905 }
6906 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6907 #endif
6908
6909 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6910 void normalize_rt_tasks(void)
6911 {
6912         struct task_struct *g, *p;
6913         struct sched_attr attr = {
6914                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6915         };
6916
6917         read_lock(&tasklist_lock);
6918         for_each_process_thread(g, p) {
6919                 /*
6920                  * Only normalize user tasks:
6921                  */
6922                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6923                         continue;
6924
6925                 p->se.exec_start = 0;
6926                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6927                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6928                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6929
6930                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6931                         /*
6932                          * Renice negative nice level userspace
6933                          * tasks back to 0:
6934                          */
6935                         if (task_nice(p) < 0)
6936                                 set_user_nice(p, 0);
6937                         continue;
6938                 }
6939
6940                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6941         }
6942         read_unlock(&tasklist_lock);
6943 }
6944
6945 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6946
6947 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6948 /*
6949  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6950  *
6951  * They can only be called when the whole system has been
6952  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6953  * activity can take place. Using them for anything else would
6954  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6955  * under any other configuration.
6956  */
6957
6958 /**
6959  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6960  * @cpu: the processor in question.
6961  *
6962  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6963  *
6964  * Return: The current task for @cpu.
6965  */
6966 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6967 {
6968         return cpu_curr(cpu);
6969 }
6970
6971 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6972
6973 #ifdef CONFIG_IA64
6974 /**
6975  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6976  * @cpu: the processor in question.
6977  * @p: the task pointer to set.
6978  *
6979  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6980  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6981  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6982  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6983  * and caller must save the original value of the current task (see
6984  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6985  * re-starting the system.
6986  *
6987  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6988  */
6989 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6990 {
6991         cpu_curr(cpu) = p;
6992 }
6993
6994 #endif
6995
6996 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6997 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6998 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6999
7000 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
7001                                             struct task_group *parent)
7002 {
7003 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7004         enum uclamp_id clamp_id;
7005
7006         for_each_clamp_id(clamp_id) {
7007                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
7008                               uclamp_none(clamp_id), false);
7009                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
7010         }
7011 #endif
7012 }
7013
7014 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7015 {
7016         free_fair_sched_group(tg);
7017         free_rt_sched_group(tg);
7018         autogroup_free(tg);
7019         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7020 }
7021
7022 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7023 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7024 {
7025         struct task_group *tg;
7026
7027         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7028         if (!tg)
7029                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7030
7031         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7032                 goto err;
7033
7034         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7035                 goto err;
7036
7037         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
7038
7039         return tg;
7040
7041 err:
7042         sched_free_group(tg);
7043         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7044 }
7045
7046 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7047 {
7048         unsigned long flags;
7049
7050         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7051         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7052
7053         /* Root should already exist: */
7054         WARN_ON(!parent);
7055
7056         tg->parent = parent;
7057         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7058         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7059         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7060
7061         online_fair_sched_group(tg);
7062 }
7063
7064 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7065 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7066 {
7067         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7068         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7069 }
7070
7071 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7072 {
7073         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7074         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7075 }
7076
7077 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7078 {
7079         unsigned long flags;
7080
7081         /* End participation in shares distribution: */
7082         unregister_fair_sched_group(tg);
7083
7084         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7085         list_del_rcu(&tg->list);
7086         list_del_rcu(&tg->siblings);
7087         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7088 }
7089
7090 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7091 {
7092         struct task_group *tg;
7093
7094         /*
7095          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7096          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7097          * to prevent lockdep warnings.
7098          */
7099         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7100                           struct task_group, css);
7101         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7102         tsk->sched_task_group = tg;
7103
7104 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7105         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7106                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7107         else
7108 #endif
7109                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7110 }
7111
7112 /*
7113  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7114  *
7115  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7116  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7117  * its new group.
7118  */
7119 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7120 {
7121         int queued, running, queue_flags =
7122                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7123         struct rq_flags rf;
7124         struct rq *rq;
7125
7126         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7127         update_rq_clock(rq);
7128
7129         running = task_current(rq, tsk);
7130         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7131
7132         if (queued)
7133                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7134         if (running)
7135                 put_prev_task(rq, tsk);
7136
7137         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7138
7139         if (queued)
7140                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7141         if (running) {
7142                 set_next_task(rq, tsk);
7143                 /*
7144                  * After changing group, the running task may have joined a
7145                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7146                  * resched to make sure that task can still run.
7147                  */
7148                 resched_curr(rq);
7149         }
7150
7151         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7152 }
7153
7154 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7155 {
7156         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7157 }
7158
7159 static struct cgroup_subsys_state *
7160 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7161 {
7162         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7163         struct task_group *tg;
7164
7165         if (!parent) {
7166                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7167                 return &root_task_group.css;
7168         }
7169
7170         tg = sched_create_group(parent);
7171         if (IS_ERR(tg))
7172                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7173
7174         return &tg->css;
7175 }
7176
7177 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7178 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7179 {
7180         struct task_group *tg = css_tg(css);
7181         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7182
7183         if (parent)
7184                 sched_online_group(tg, parent);
7185
7186 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7187         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7188         cpu_util_update_eff(css);
7189 #endif
7190
7191         return 0;
7192 }
7193
7194 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7195 {
7196         struct task_group *tg = css_tg(css);
7197
7198         sched_offline_group(tg);
7199 }
7200
7201 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7202 {
7203         struct task_group *tg = css_tg(css);
7204
7205         /*
7206          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7207          */
7208         sched_free_group(tg);
7209 }
7210
7211 /*
7212  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7213  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7214  */
7215 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7216 {
7217         struct rq_flags rf;
7218         struct rq *rq;
7219
7220         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7221
7222         update_rq_clock(rq);
7223         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7224
7225         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7226 }
7227
7228 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7229 {
7230         struct task_struct *task;
7231         struct cgroup_subsys_state *css;
7232         int ret = 0;
7233
7234         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7235 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7236                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7237                         return -EINVAL;
7238 #endif
7239                 /*
7240                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7241                  * running, we're sure to observe its full state.
7242                  */
7243                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7244                 /*
7245                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7246                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7247                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7248                  */
7249                 if (task->state == TASK_NEW)
7250                         ret = -EINVAL;
7251                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7252
7253                 if (ret)
7254                         break;
7255         }
7256         return ret;
7257 }
7258
7259 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7260 {
7261         struct task_struct *task;
7262         struct cgroup_subsys_state *css;
7263
7264         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7265                 sched_move_task(task);
7266 }
7267
7268 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7269 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7270 {
7271         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7272         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7273         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7274         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7275         enum uclamp_id clamp_id;
7276         unsigned int clamps;
7277
7278         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7279                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7280                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7281
7282                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7283                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7284                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7285                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7286                         if (uc_parent &&
7287                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7288                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7289                         }
7290                 }
7291                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7292                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7293
7294                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7295                 clamps = 0x0;
7296                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7297                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7298                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7299                                 continue;
7300                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7301                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7302                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7303                 }
7304                 if (!clamps) {
7305                         css = css_rightmost_descendant(css);
7306                         continue;
7307                 }
7308
7309                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7310                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7311         }
7312 }
7313
7314 /*
7315  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7316  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7317  * character constant, use two levels of macros.
7318  */
7319 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7320 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7321
7322 struct uclamp_request {
7323 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7324 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7325         s64 percent;
7326         u64 util;
7327         int ret;
7328 };
7329
7330 static inline struct uclamp_request
7331 capacity_from_percent(char *buf)
7332 {
7333         struct uclamp_request req = {
7334                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7335                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7336                 .ret = 0,
7337         };
7338
7339         buf = strim(buf);
7340         if (strcmp(buf, "max")) {
7341                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7342                                              &req.percent);
7343                 if (req.ret)
7344                         return req;
7345                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7346                         req.ret = -ERANGE;
7347                         return req;
7348                 }
7349
7350                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7351                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7352         }
7353
7354         return req;
7355 }
7356
7357 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7358                                 size_t nbytes, loff_t off,
7359                                 enum uclamp_id clamp_id)
7360 {
7361         struct uclamp_request req;
7362         struct task_group *tg;
7363
7364         req = capacity_from_percent(buf);
7365         if (req.ret)
7366                 return req.ret;
7367
7368         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7369         rcu_read_lock();
7370
7371         tg = css_tg(of_css(of));
7372         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7373                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7374
7375         /*
7376          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7377          * exact requested value
7378          */
7379         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7380
7381         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7382         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7383
7384         rcu_read_unlock();
7385         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7386
7387         return nbytes;
7388 }
7389
7390 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7391                                     char *buf, size_t nbytes,
7392                                     loff_t off)
7393 {
7394         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7395 }
7396
7397 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7398                                     char *buf, size_t nbytes,
7399                                     loff_t off)
7400 {
7401         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7402 }
7403
7404 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7405                                     enum uclamp_id clamp_id)
7406 {
7407         struct task_group *tg;
7408         u64 util_clamp;
7409         u64 percent;
7410         u32 rem;
7411
7412         rcu_read_lock();
7413         tg = css_tg(seq_css(sf));
7414         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7415         rcu_read_unlock();
7416
7417         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7418                 seq_puts(sf, "max\n");
7419                 return;
7420         }
7421
7422         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7423         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7424         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7425 }
7426
7427 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7428 {
7429         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7430         return 0;
7431 }
7432
7433 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7434 {
7435         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7436         return 0;
7437 }
7438 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7439
7440 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7441 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7442                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7443 {
7444         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7445                 shareval = MAX_SHARES;
7446         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7447 }
7448
7449 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7450                                struct cftype *cft)
7451 {
7452         struct task_group *tg = css_tg(css);
7453
7454         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7455 }
7456
7457 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7458 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7459
7460 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7461 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7462 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
7463 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
7464
7465 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7466
7467 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7468 {
7469         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7470         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7471
7472         if (tg == &root_task_group)
7473                 return -EINVAL;
7474
7475         /*
7476          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7477          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7478          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7479          */
7480         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7481                 return -EINVAL;
7482
7483         /*
7484          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7485          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7486          * feasibility.
7487          */
7488         if (period > max_cfs_quota_period)
7489                 return -EINVAL;
7490
7491         /*
7492          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
7493          */
7494         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
7495                 return -EINVAL;
7496
7497         /*
7498          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7499          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7500          */
7501         get_online_cpus();
7502         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7503         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7504         if (ret)
7505                 goto out_unlock;
7506
7507         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7508         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7509         /*
7510          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7511          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7512          */
7513         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7514                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7515         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7516         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7517         cfs_b->quota = quota;
7518
7519         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7520
7521         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7522         if (runtime_enabled)
7523                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7524
7525         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7526
7527         for_each_online_cpu(i) {
7528                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7529                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7530                 struct rq_flags rf;
7531
7532                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7533                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7534                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7535
7536                 if (cfs_rq->throttled)
7537                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7538                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7539         }
7540         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7541                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7542 out_unlock:
7543         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7544         put_online_cpus();
7545
7546         return ret;
7547 }
7548
7549 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7550 {
7551         u64 quota, period;
7552
7553         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7554         if (cfs_quota_us < 0)
7555                 quota = RUNTIME_INF;
7556         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7557                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7558         else
7559                 return -EINVAL;
7560
7561         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7562 }
7563
7564 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7565 {
7566         u64 quota_us;
7567
7568         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7569                 return -1;
7570
7571         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7572         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7573
7574         return quota_us;
7575 }
7576
7577 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7578 {
7579         u64 quota, period;
7580
7581         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7582                 return -EINVAL;
7583
7584         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7585         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7586
7587         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7588 }
7589
7590 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7591 {
7592         u64 cfs_period_us;
7593
7594         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7595         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7596
7597         return cfs_period_us;
7598 }
7599
7600 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7601                                   struct cftype *cft)
7602 {
7603         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7604 }
7605
7606 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7607                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7608 {
7609         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7610 }
7611
7612 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7613                                    struct cftype *cft)
7614 {
7615         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7616 }
7617
7618 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7619                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7620 {
7621         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7622 }
7623
7624 struct cfs_schedulable_data {
7625         struct task_group *tg;
7626         u64 period, quota;
7627 };
7628
7629 /*
7630  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7631  * note: units are usecs
7632  */
7633 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7634                                struct cfs_schedulable_data *d)
7635 {
7636         u64 quota, period;
7637
7638         if (tg == d->tg) {
7639                 period = d->period;
7640                 quota = d->quota;
7641         } else {
7642                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7643                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7644         }
7645
7646         /* note: these should typically be equivalent */
7647         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7648                 return RUNTIME_INF;
7649
7650         return to_ratio(period, quota);
7651 }
7652
7653 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7654 {
7655         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7656         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7657         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7658
7659         if (!tg->parent) {
7660                 quota = RUNTIME_INF;
7661         } else {
7662                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7663
7664                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7665                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7666
7667                 /*
7668                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7669                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7670                  * limit is set:
7671                  */
7672                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7673                         quota = min(quota, parent_quota);
7674                 } else {
7675                         if (quota == RUNTIME_INF)
7676                                 quota = parent_quota;
7677                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7678                                 return -EINVAL;
7679                 }
7680         }
7681         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7682
7683         return 0;
7684 }
7685
7686 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7687 {
7688         int ret;
7689         struct cfs_schedulable_data data = {
7690                 .tg = tg,
7691                 .period = period,
7692                 .quota = quota,
7693         };
7694
7695         if (quota != RUNTIME_INF) {
7696                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7697                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7698         }
7699
7700         rcu_read_lock();
7701         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7702         rcu_read_unlock();
7703
7704         return ret;
7705 }
7706
7707 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7708 {
7709         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7710         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7711
7712         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7713         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7714         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7715
7716         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7717                 u64 ws = 0;
7718                 int i;
7719
7720                 for_each_possible_cpu(i)
7721                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7722
7723                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7724         }
7725
7726         return 0;
7727 }
7728 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7729 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7730
7731 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7732 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7733                                 struct cftype *cft, s64 val)
7734 {
7735         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7736 }
7737
7738 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7739                                struct cftype *cft)
7740 {
7741         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7742 }
7743
7744 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7745                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7746 {
7747         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7748 }
7749
7750 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7751                                    struct cftype *cft)
7752 {
7753         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7754 }
7755 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7756
7757 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7758 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7759         {
7760                 .name = "shares",
7761                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7762                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7763         },
7764 #endif
7765 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7766         {
7767                 .name = "cfs_quota_us",
7768                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7769                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7770         },
7771         {
7772                 .name = "cfs_period_us",
7773                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7774                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7775         },
7776         {
7777                 .name = "stat",
7778                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7779         },
7780 #endif
7781 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7782         {
7783                 .name = "rt_runtime_us",
7784                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7785                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7786         },
7787         {
7788                 .name = "rt_period_us",
7789                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7790                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7791         },
7792 #endif
7793 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7794         {
7795                 .name = "uclamp.min",
7796                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7797                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7798                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7799         },
7800         {
7801                 .name = "uclamp.max",
7802                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7803                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7804                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7805         },
7806 #endif
7807         { }     /* Terminate */
7808 };
7809
7810 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7811                                struct cgroup_subsys_state *css)
7812 {
7813 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7814         {
7815                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7816                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7817                 u64 throttled_usec;
7818
7819                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7820                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7821
7822                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7823                            "nr_throttled %d\n"
7824                            "throttled_usec %llu\n",
7825                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7826                            throttled_usec);
7827         }
7828 #endif
7829         return 0;
7830 }
7831
7832 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7833 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7834                                struct cftype *cft)
7835 {
7836         struct task_group *tg = css_tg(css);
7837         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7838
7839         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7840 }
7841
7842 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7843                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7844 {
7845         /*
7846          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7847          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7848          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7849          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7850          * the original value over the entire range.
7851          */
7852         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7853                 return -ERANGE;
7854
7855         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7856
7857         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7858 }
7859
7860 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7861                                     struct cftype *cft)
7862 {
7863         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7864         int last_delta = INT_MAX;
7865         int prio, delta;
7866
7867         /* find the closest nice value to the current weight */
7868         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7869                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7870                 if (delta >= last_delta)
7871                         break;
7872                 last_delta = delta;
7873         }
7874
7875         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7876 }
7877
7878 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7879                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7880 {
7881         unsigned long weight;
7882         int idx;
7883
7884         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7885                 return -ERANGE;
7886
7887         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7888         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7889         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7890
7891         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7892 }
7893 #endif
7894
7895 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7896                                                   long period, long quota)
7897 {
7898         if (quota < 0)
7899                 seq_puts(sf, "max");
7900         else
7901                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7902
7903         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7904 }
7905
7906 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7907 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7908                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7909 {
7910         char tok[21];   /* U64_MAX */
7911
7912         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7913                 return -EINVAL;
7914
7915         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7916
7917         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7918                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7919         else if (!strcmp(tok, "max"))
7920                 *quotap = RUNTIME_INF;
7921         else
7922                 return -EINVAL;
7923
7924         return 0;
7925 }
7926
7927 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7928 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7929 {
7930         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7931
7932         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7933         return 0;
7934 }
7935
7936 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7937                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7938 {
7939         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7940         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7941         u64 quota;
7942         int ret;
7943
7944         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7945         if (!ret)
7946                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7947         return ret ?: nbytes;
7948 }
7949 #endif
7950
7951 static struct cftype cpu_files[] = {
7952 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7953         {
7954                 .name = "weight",
7955                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7956                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7957                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7958         },
7959         {
7960                 .name = "weight.nice",
7961                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7962                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7963                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7964         },
7965 #endif
7966 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7967         {
7968                 .name = "max",
7969                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7970                 .seq_show = cpu_max_show,
7971                 .write = cpu_max_write,
7972         },
7973 #endif
7974 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7975         {
7976                 .name = "uclamp.min",
7977                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7978                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7979                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7980         },
7981         {
7982                 .name = "uclamp.max",
7983                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7984                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7985                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7986         },
7987 #endif
7988         { }     /* terminate */
7989 };
7990
7991 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7992         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7993         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7994         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7995         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7996         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7997         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7998         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7999         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8000         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
8001         .dfl_cftypes    = cpu_files,
8002         .early_init     = true,
8003         .threaded       = true,
8004 };
8005
8006 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8007
8008 void dump_cpu_task(int cpu)
8009 {
8010         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8011         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8012 }
8013
8014 /*
8015  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8016  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8017  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8018  * that remained on nice 0.
8019  *
8020  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8021  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8022  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8023  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8024  * the relative distance between them is ~25%.)
8025  */
8026 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8027  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8028  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8029  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8030  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8031  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8032  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8033  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8034  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8035 };
8036
8037 /*
8038  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8039  *
8040  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8041  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8042  * into multiplications:
8043  */
8044 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8045  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8046  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8047  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8048  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8049  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8050  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8051  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8052  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8053 };
8054
8055 #undef CREATE_TRACE_POINTS