sched: Fix rq->nr_iowait ordering
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #define CREATE_TRACE_POINTS
10 #include <trace/events/sched.h>
11 #undef CREATE_TRACE_POINTS
12
13 #include "sched.h"
14
15 #include <linux/nospec.h>
16
17 #include <linux/kcov.h>
18 #include <linux/scs.h>
19
20 #include <asm/switch_to.h>
21 #include <asm/tlb.h>
22
23 #include "../workqueue_internal.h"
24 #include "../../fs/io-wq.h"
25 #include "../smpboot.h"
26
27 #include "pelt.h"
28 #include "smp.h"
29
30 /*
31  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
32  * associated with them) to allow external modules to probe them.
33  */
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
39 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
40 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
44
45 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
46
47 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
48 /*
49  * Debugging: various feature bits
50  *
51  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
52  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
53  * at compile time and compiler optimization based on features default.
54  */
55 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
56         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
57 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
58 #include "features.h"
59         0;
60 #undef SCHED_FEAT
61 #endif
62
63 /*
64  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
65  * Limited because this is done with IRQs disabled.
66  */
67 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
68
69 /*
70  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
71  * default: 1s
72  */
73 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
74
75 __read_mostly int scheduler_running;
76
77 /*
78  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
79  * default: 0.95s
80  */
81 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
82
83
84 /*
85  * Serialization rules:
86  *
87  * Lock order:
88  *
89  *   p->pi_lock
90  *     rq->lock
91  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
92  *
93  *  rq1->lock
94  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
95  *
96  * Regular state:
97  *
98  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
99  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
100  * always looks at the local rq data structures to find the most elegible task
101  * to run next.
102  *
103  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
104  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
105  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
106  * ttwu_queue_wakelist() ]
107  *
108  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
109  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
110  *
111  * Special state:
112  *
113  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
114  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
115  * stable while holding either lock:
116  *
117  *  - sched_setaffinity()/
118  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
119  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
120  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
121  *                              p->se.load, p->rt_priority,
122  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
123  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
124  *  - sched_move_task()/
125  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
126  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
127  *
128  * p->state <- TASK_*:
129  *
130  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
131  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
132  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
133  *   concurrent self.
134  *
135  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
136  *
137  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
138  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
139  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
140  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
141  *
142  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
143  *
144  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
145  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
146  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
147  *
148  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
149  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
150  *
151  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
152  *
153  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
154  *
155  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
156  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
157  *
158  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
159  *
160  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
161  *
162  *  - for migration called under rq->lock:
163  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
164  *
165  *    o move_queued_task()
166  *    o detach_task()
167  *
168  *  - for migration called under double_rq_lock():
169  *
170  *    o __migrate_swap_task()
171  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
172  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
173  *    o dl_task_offline_migration()
174  *
175  */
176
177 /*
178  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
179  */
180 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
181         __acquires(rq->lock)
182 {
183         struct rq *rq;
184
185         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
186
187         for (;;) {
188                 rq = task_rq(p);
189                 raw_spin_lock(&rq->lock);
190                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
191                         rq_pin_lock(rq, rf);
192                         return rq;
193                 }
194                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
195
196                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
197                         cpu_relax();
198         }
199 }
200
201 /*
202  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
203  */
204 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
205         __acquires(p->pi_lock)
206         __acquires(rq->lock)
207 {
208         struct rq *rq;
209
210         for (;;) {
211                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
212                 rq = task_rq(p);
213                 raw_spin_lock(&rq->lock);
214                 /*
215                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
216                  *
217                  *      ACQUIRE (rq->lock)
218                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
219                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
220                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
221                  *                                      [L] ->on_rq
222                  *      RELEASE (rq->lock)
223                  *
224                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
225                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
226                  *
227                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
228                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
229                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
230                  */
231                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
232                         rq_pin_lock(rq, rf);
233                         return rq;
234                 }
235                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
236                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
237
238                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
239                         cpu_relax();
240         }
241 }
242
243 /*
244  * RQ-clock updating methods:
245  */
246
247 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
248 {
249 /*
250  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
251  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
252  */
253         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
254
255 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
256         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
257
258         /*
259          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
260          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
261          * {soft,}irq region.
262          *
263          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
264          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
265          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
266          * monotonic.
267          *
268          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
269          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
270          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
271          * atomic ops.
272          */
273         if (irq_delta > delta)
274                 irq_delta = delta;
275
276         rq->prev_irq_time += irq_delta;
277         delta -= irq_delta;
278 #endif
279 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
280         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
281                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
282                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
283
284                 if (unlikely(steal > delta))
285                         steal = delta;
286
287                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
288                 delta -= steal;
289         }
290 #endif
291
292         rq->clock_task += delta;
293
294 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
295         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
296                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
297 #endif
298         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
299 }
300
301 void update_rq_clock(struct rq *rq)
302 {
303         s64 delta;
304
305         lockdep_assert_held(&rq->lock);
306
307         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
308                 return;
309
310 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
311         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
312                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
313         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
314 #endif
315
316         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
317         if (delta < 0)
318                 return;
319         rq->clock += delta;
320         update_rq_clock_task(rq, delta);
321 }
322
323 static inline void
324 rq_csd_init(struct rq *rq, call_single_data_t *csd, smp_call_func_t func)
325 {
326         csd->flags = 0;
327         csd->func = func;
328         csd->info = rq;
329 }
330
331 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
332 /*
333  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
334  */
335
336 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
337 {
338         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
339                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
340 }
341
342 /*
343  * High-resolution timer tick.
344  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
345  */
346 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
347 {
348         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
349         struct rq_flags rf;
350
351         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
352
353         rq_lock(rq, &rf);
354         update_rq_clock(rq);
355         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
356         rq_unlock(rq, &rf);
357
358         return HRTIMER_NORESTART;
359 }
360
361 #ifdef CONFIG_SMP
362
363 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
364 {
365         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
366
367         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
368 }
369
370 /*
371  * called from hardirq (IPI) context
372  */
373 static void __hrtick_start(void *arg)
374 {
375         struct rq *rq = arg;
376         struct rq_flags rf;
377
378         rq_lock(rq, &rf);
379         __hrtick_restart(rq);
380         rq_unlock(rq, &rf);
381 }
382
383 /*
384  * Called to set the hrtick timer state.
385  *
386  * called with rq->lock held and irqs disabled
387  */
388 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
389 {
390         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
391         ktime_t time;
392         s64 delta;
393
394         /*
395          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
396          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
397          */
398         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
399         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
400
401         hrtimer_set_expires(timer, time);
402
403         if (rq == this_rq())
404                 __hrtick_restart(rq);
405         else
406                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
407 }
408
409 #else
410 /*
411  * Called to set the hrtick timer state.
412  *
413  * called with rq->lock held and irqs disabled
414  */
415 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
416 {
417         /*
418          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
419          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
420          */
421         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
422         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
423                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
424 }
425
426 #endif /* CONFIG_SMP */
427
428 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
429 {
430 #ifdef CONFIG_SMP
431         rq_csd_init(rq, &rq->hrtick_csd, __hrtick_start);
432 #endif
433         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
434         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
435 }
436 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
437 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
438 {
439 }
440
441 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
442 {
443 }
444 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
445
446 /*
447  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
448  */
449 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
450         ({                                                              \
451                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
452                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
453                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
454                                                                         \
455                 for (;;) {                                              \
456                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
457                         if (_old == _val)                               \
458                                 break;                                  \
459                         _val = _old;                                    \
460                 }                                                       \
461         _old;                                                           \
462 })
463
464 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
465 /*
466  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
467  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
468  * spurious IPIs.
469  */
470 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
471 {
472         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
473         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
474 }
475
476 /*
477  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
478  *
479  * If this returns true, then the idle task promises to call
480  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
481  */
482 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
483 {
484         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
485         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
486
487         for (;;) {
488                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
489                         return false;
490                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
491                         return true;
492                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
493                 if (old == val)
494                         break;
495                 val = old;
496         }
497         return true;
498 }
499
500 #else
501 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
502 {
503         set_tsk_need_resched(p);
504         return true;
505 }
506
507 #ifdef CONFIG_SMP
508 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
509 {
510         return false;
511 }
512 #endif
513 #endif
514
515 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
516 {
517         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
518
519         /*
520          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
521          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
522          * wakeup due to that.
523          *
524          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
525          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
526          */
527         smp_mb__before_atomic();
528         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
529                 return false;
530
531         /*
532          * The head is context local, there can be no concurrency.
533          */
534         *head->lastp = node;
535         head->lastp = &node->next;
536         return true;
537 }
538
539 /**
540  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
541  * @head: the wake_q_head to add @task to
542  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
543  *
544  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
545  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
546  * instantly.
547  *
548  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
549  * must be ready to be woken at this location.
550  */
551 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
552 {
553         if (__wake_q_add(head, task))
554                 get_task_struct(task);
555 }
556
557 /**
558  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
559  * @head: the wake_q_head to add @task to
560  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
561  *
562  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
563  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
564  * instantly.
565  *
566  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
567  * must be ready to be woken at this location.
568  *
569  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
570  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
571  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
572  * queued for wakeup.
573  */
574 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
575 {
576         if (!__wake_q_add(head, task))
577                 put_task_struct(task);
578 }
579
580 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
581 {
582         struct wake_q_node *node = head->first;
583
584         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
585                 struct task_struct *task;
586
587                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
588                 BUG_ON(!task);
589                 /* Task can safely be re-inserted now: */
590                 node = node->next;
591                 task->wake_q.next = NULL;
592
593                 /*
594                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
595                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
596                  */
597                 wake_up_process(task);
598                 put_task_struct(task);
599         }
600 }
601
602 /*
603  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
604  *
605  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
606  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
607  * the target CPU.
608  */
609 void resched_curr(struct rq *rq)
610 {
611         struct task_struct *curr = rq->curr;
612         int cpu;
613
614         lockdep_assert_held(&rq->lock);
615
616         if (test_tsk_need_resched(curr))
617                 return;
618
619         cpu = cpu_of(rq);
620
621         if (cpu == smp_processor_id()) {
622                 set_tsk_need_resched(curr);
623                 set_preempt_need_resched();
624                 return;
625         }
626
627         if (set_nr_and_not_polling(curr))
628                 smp_send_reschedule(cpu);
629         else
630                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
631 }
632
633 void resched_cpu(int cpu)
634 {
635         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
636         unsigned long flags;
637
638         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
639         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
640                 resched_curr(rq);
641         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
642 }
643
644 #ifdef CONFIG_SMP
645 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
646 /*
647  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
648  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
649  *
650  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
651  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
652  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
653  */
654 int get_nohz_timer_target(void)
655 {
656         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
657         struct sched_domain *sd;
658
659         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
660                 if (!idle_cpu(cpu))
661                         return cpu;
662                 default_cpu = cpu;
663         }
664
665         rcu_read_lock();
666         for_each_domain(cpu, sd) {
667                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
668                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
669                         if (cpu == i)
670                                 continue;
671
672                         if (!idle_cpu(i)) {
673                                 cpu = i;
674                                 goto unlock;
675                         }
676                 }
677         }
678
679         if (default_cpu == -1)
680                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
681         cpu = default_cpu;
682 unlock:
683         rcu_read_unlock();
684         return cpu;
685 }
686
687 /*
688  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
689  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
690  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
691  * idle system the next event might even be infinite time into the
692  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
693  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
694  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
695  * wheel for the next timer event.
696  */
697 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
698 {
699         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
700
701         if (cpu == smp_processor_id())
702                 return;
703
704         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
705                 smp_send_reschedule(cpu);
706         else
707                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
708 }
709
710 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
711 {
712         /*
713          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
714          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
715          * If needed we can still optimize that later with an
716          * empty IRQ.
717          */
718         if (cpu_is_offline(cpu))
719                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
720         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
721                 if (cpu != smp_processor_id() ||
722                     tick_nohz_tick_stopped())
723                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
724                 return true;
725         }
726
727         return false;
728 }
729
730 /*
731  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
732  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
733  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
734  */
735 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
736 {
737         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
738                 wake_up_idle_cpu(cpu);
739 }
740
741 static void nohz_csd_func(void *info)
742 {
743         struct rq *rq = info;
744         int cpu = cpu_of(rq);
745         unsigned int flags;
746
747         /*
748          * Release the rq::nohz_csd.
749          */
750         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
751         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
752
753         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
754         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
755                 rq->nohz_idle_balance = flags;
756                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
757         }
758 }
759
760 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
761
762 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
763 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
764 {
765         int fifo_nr_running;
766
767         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
768         if (rq->dl.dl_nr_running)
769                 return false;
770
771         /*
772          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
773          * actual RR behaviour.
774          */
775         if (rq->rt.rr_nr_running) {
776                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
777                         return true;
778                 else
779                         return false;
780         }
781
782         /*
783          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
784          * forced preemption between FIFO tasks.
785          */
786         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
787         if (fifo_nr_running)
788                 return true;
789
790         /*
791          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
792          * if there's more than one we need the tick for involuntary
793          * preemption.
794          */
795         if (rq->nr_running > 1)
796                 return false;
797
798         return true;
799 }
800 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
801 #endif /* CONFIG_SMP */
802
803 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
804                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
805 /*
806  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
807  * node and @up when leaving it for the final time.
808  *
809  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
810  */
811 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
812                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
813 {
814         struct task_group *parent, *child;
815         int ret;
816
817         parent = from;
818
819 down:
820         ret = (*down)(parent, data);
821         if (ret)
822                 goto out;
823         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
824                 parent = child;
825                 goto down;
826
827 up:
828                 continue;
829         }
830         ret = (*up)(parent, data);
831         if (ret || parent == from)
832                 goto out;
833
834         child = parent;
835         parent = parent->parent;
836         if (parent)
837                 goto up;
838 out:
839         return ret;
840 }
841
842 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
843 {
844         return 0;
845 }
846 #endif
847
848 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
849 {
850         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
851         struct load_weight *load = &p->se.load;
852
853         /*
854          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
855          */
856         if (task_has_idle_policy(p)) {
857                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
858                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
859                 return;
860         }
861
862         /*
863          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
864          * weight
865          */
866         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
867                 reweight_task(p, prio);
868         } else {
869                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
870                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
871         }
872 }
873
874 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
875 /*
876  * Serializes updates of utilization clamp values
877  *
878  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
879  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
880  * support enqueue/dequeue operations.
881  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
882  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
883  * updates or API abuses.
884  */
885 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
886
887 /* Max allowed minimum utilization */
888 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
889
890 /* Max allowed maximum utilization */
891 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
892
893 /*
894  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
895  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
896  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
897  *
898  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
899  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
900  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
901  * battery life.
902  *
903  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
904  *
905  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
906  * above.
907  */
908 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
909
910 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
911 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
912
913 /*
914  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
915  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
916  * enqueue/dequeue_task().
917  *
918  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
919  * minimum uclamp overhead in the fast path.
920  *
921  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
922  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
923  * functionality.
924  *
925  * The knobs that would enable this static key are:
926  *
927  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
928  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
929  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
930  */
931 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
932
933 /* Integer rounded range for each bucket */
934 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
935
936 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
937         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
938
939 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
940 {
941         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
942 }
943
944 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
945 {
946         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
947                 return 0;
948         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
949 }
950
951 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
952                                  unsigned int value, bool user_defined)
953 {
954         uc_se->value = value;
955         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
956         uc_se->user_defined = user_defined;
957 }
958
959 static inline unsigned int
960 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
961                   unsigned int clamp_value)
962 {
963         /*
964          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
965          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
966          * max-clamp.
967          */
968         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
969                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
970                 return clamp_value;
971         }
972
973         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
974 }
975
976 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
977                                      unsigned int clamp_value)
978 {
979         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
980         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
981                 return;
982
983         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
984 }
985
986 static inline
987 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
988                                    unsigned int clamp_value)
989 {
990         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
991         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
992
993         /*
994          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
995          * top most bucket with tasks in.
996          */
997         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
998                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
999                         continue;
1000                 return bucket[bucket_id].value;
1001         }
1002
1003         /* No tasks -- default clamp values */
1004         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1005 }
1006
1007 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1008 {
1009         unsigned int default_util_min;
1010         struct uclamp_se *uc_se;
1011
1012         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1013
1014         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1015
1016         /* Only sync if user didn't override the default */
1017         if (uc_se->user_defined)
1018                 return;
1019
1020         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1021         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1022 }
1023
1024 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1025 {
1026         struct rq_flags rf;
1027         struct rq *rq;
1028
1029         if (!rt_task(p))
1030                 return;
1031
1032         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1033         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1034         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1035         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1036 }
1037
1038 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1039 {
1040         struct task_struct *g, *p;
1041
1042         /*
1043          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1044          *                                        uclamp_min_rt = X;
1045          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1046          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1047          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1048          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1049          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1050          *
1051          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1052          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1053          * task.
1054          */
1055         read_lock(&tasklist_lock);
1056         smp_mb__after_spinlock();
1057         read_unlock(&tasklist_lock);
1058
1059         rcu_read_lock();
1060         for_each_process_thread(g, p)
1061                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1062         rcu_read_unlock();
1063 }
1064
1065 static inline struct uclamp_se
1066 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1067 {
1068         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1069 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1070         struct uclamp_se uc_max;
1071
1072         /*
1073          * Tasks in autogroups or root task group will be
1074          * restricted by system defaults.
1075          */
1076         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1077                 return uc_req;
1078         if (task_group(p) == &root_task_group)
1079                 return uc_req;
1080
1081         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
1082         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
1083                 return uc_max;
1084 #endif
1085
1086         return uc_req;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1091  * priority:
1092  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1093  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1094  *   group or in an autogroup
1095  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1096  */
1097 static inline struct uclamp_se
1098 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1099 {
1100         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1101         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1102
1103         /* System default restrictions always apply */
1104         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1105                 return uc_max;
1106
1107         return uc_req;
1108 }
1109
1110 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1111 {
1112         struct uclamp_se uc_eff;
1113
1114         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1115         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1116                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1117
1118         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1119
1120         return (unsigned long)uc_eff.value;
1121 }
1122
1123 /*
1124  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1125  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1126  * updates the rq's clamp value if required.
1127  *
1128  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1129  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1130  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1131  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1132  */
1133 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1134                                     enum uclamp_id clamp_id)
1135 {
1136         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1137         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1138         struct uclamp_bucket *bucket;
1139
1140         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1141
1142         /* Update task effective clamp */
1143         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1144
1145         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1146         bucket->tasks++;
1147         uc_se->active = true;
1148
1149         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1150
1151         /*
1152          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1153          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1154          */
1155         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1156                 bucket->value = uc_se->value;
1157
1158         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1159                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1160 }
1161
1162 /*
1163  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1164  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1165  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1166  *
1167  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1168  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1169  * enforce the expected state and warn.
1170  */
1171 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1172                                     enum uclamp_id clamp_id)
1173 {
1174         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1175         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1176         struct uclamp_bucket *bucket;
1177         unsigned int bkt_clamp;
1178         unsigned int rq_clamp;
1179
1180         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1181
1182         /*
1183          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1184          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1185          *
1186          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1187          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1188          * here.
1189          *
1190          * Need to be careful of the following enqeueue/dequeue ordering
1191          * problem too
1192          *
1193          *      enqueue(taskA)
1194          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1195          *      enqueue(taskB)
1196          *      dequeue(taskA)
1197          *      // Must not decrement bukcet->tasks here
1198          *      dequeue(taskB)
1199          *
1200          * where we could end up with stale data in uc_se and
1201          * bucket[uc_se->bucket_id].
1202          *
1203          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1204          */
1205         if (unlikely(!uc_se->active))
1206                 return;
1207
1208         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1209
1210         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1211         if (likely(bucket->tasks))
1212                 bucket->tasks--;
1213
1214         uc_se->active = false;
1215
1216         /*
1217          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1218          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1219          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1220          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1221          */
1222         if (likely(bucket->tasks))
1223                 return;
1224
1225         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1226         /*
1227          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1228          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1229          */
1230         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1231         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1232                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1233                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1234         }
1235 }
1236
1237 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1238 {
1239         enum uclamp_id clamp_id;
1240
1241         /*
1242          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1243          *
1244          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1245          * sched_uclamp_used is disabled.
1246          */
1247         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1248                 return;
1249
1250         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1251                 return;
1252
1253         for_each_clamp_id(clamp_id)
1254                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1255
1256         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1257         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1258                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1259 }
1260
1261 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1262 {
1263         enum uclamp_id clamp_id;
1264
1265         /*
1266          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1267          *
1268          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1269          * sched_uclamp_used is disabled.
1270          */
1271         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1272                 return;
1273
1274         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1275                 return;
1276
1277         for_each_clamp_id(clamp_id)
1278                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1279 }
1280
1281 static inline void
1282 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1283 {
1284         struct rq_flags rf;
1285         struct rq *rq;
1286
1287         /*
1288          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1289          *
1290          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1291          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1292          * enqueues, dequeues and migration operations.
1293          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1294          */
1295         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1296
1297         /*
1298          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1299          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1300          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1301          * it will already see the updated clamp bucket value.
1302          */
1303         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1304                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1305                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1306         }
1307
1308         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1309 }
1310
1311 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1312 static inline void
1313 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1314                            unsigned int clamps)
1315 {
1316         enum uclamp_id clamp_id;
1317         struct css_task_iter it;
1318         struct task_struct *p;
1319
1320         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1321         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1322                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1323                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1324                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1325                 }
1326         }
1327         css_task_iter_end(&it);
1328 }
1329
1330 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1331 static void uclamp_update_root_tg(void)
1332 {
1333         struct task_group *tg = &root_task_group;
1334
1335         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1336                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1337         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1338                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1339
1340         rcu_read_lock();
1341         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1342         rcu_read_unlock();
1343 }
1344 #else
1345 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1346 #endif
1347
1348 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1349                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1350 {
1351         bool update_root_tg = false;
1352         int old_min, old_max, old_min_rt;
1353         int result;
1354
1355         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1356         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1357         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1358         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1359
1360         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1361         if (result)
1362                 goto undo;
1363         if (!write)
1364                 goto done;
1365
1366         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1367             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1368             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1369
1370                 result = -EINVAL;
1371                 goto undo;
1372         }
1373
1374         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1375                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1376                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1377                 update_root_tg = true;
1378         }
1379         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1380                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1381                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1382                 update_root_tg = true;
1383         }
1384
1385         if (update_root_tg) {
1386                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1387                 uclamp_update_root_tg();
1388         }
1389
1390         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1391                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1392                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1393         }
1394
1395         /*
1396          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1397          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1398          * task enqueue time.
1399          */
1400
1401         goto done;
1402
1403 undo:
1404         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1405         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1406         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1407 done:
1408         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1409
1410         return result;
1411 }
1412
1413 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1414                            const struct sched_attr *attr)
1415 {
1416         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1417         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1418
1419         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1420                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1421         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1422                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1423
1424         if (lower_bound > upper_bound)
1425                 return -EINVAL;
1426         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1427                 return -EINVAL;
1428
1429         /*
1430          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1431          *
1432          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1433          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1434          * scheduler locks.
1435          */
1436         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1437
1438         return 0;
1439 }
1440
1441 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1442                                   const struct sched_attr *attr)
1443 {
1444         enum uclamp_id clamp_id;
1445
1446         /*
1447          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1448          * without a task-specific value.
1449          */
1450         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1451                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1452
1453                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1454                 if (uc_se->user_defined)
1455                         continue;
1456
1457                 /*
1458                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1459                  * at runtime.
1460                  */
1461                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1462                         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1463                 else
1464                         uclamp_se_set(uc_se, uclamp_none(clamp_id), false);
1465
1466         }
1467
1468         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1469                 return;
1470
1471         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1472                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1473                               attr->sched_util_min, true);
1474         }
1475
1476         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1477                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1478                               attr->sched_util_max, true);
1479         }
1480 }
1481
1482 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1483 {
1484         enum uclamp_id clamp_id;
1485
1486         /*
1487          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1488          * as the task is still at its early fork stages.
1489          */
1490         for_each_clamp_id(clamp_id)
1491                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1492
1493         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1494                 return;
1495
1496         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1497                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1498                               uclamp_none(clamp_id), false);
1499         }
1500 }
1501
1502 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1503 {
1504         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1505 }
1506
1507 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1508 {
1509         enum uclamp_id clamp_id;
1510         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1511
1512         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1513                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1514                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1515                 };
1516         }
1517
1518         rq->uclamp_flags = 0;
1519 }
1520
1521 static void __init init_uclamp(void)
1522 {
1523         struct uclamp_se uc_max = {};
1524         enum uclamp_id clamp_id;
1525         int cpu;
1526
1527         for_each_possible_cpu(cpu)
1528                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1529
1530         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1531                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1532                               uclamp_none(clamp_id), false);
1533         }
1534
1535         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1536         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1537         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1538                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1539 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1540                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1541                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1542 #endif
1543         }
1544 }
1545
1546 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1547 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1548 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1549 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1550                                   const struct sched_attr *attr)
1551 {
1552         return -EOPNOTSUPP;
1553 }
1554 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1555                                   const struct sched_attr *attr) { }
1556 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1557 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1558 static inline void init_uclamp(void) { }
1559 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1560
1561 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1562 {
1563         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1564                 update_rq_clock(rq);
1565
1566         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1567                 sched_info_queued(rq, p);
1568                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1569         }
1570
1571         uclamp_rq_inc(rq, p);
1572         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1573 }
1574
1575 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1576 {
1577         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1578                 update_rq_clock(rq);
1579
1580         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1581                 sched_info_dequeued(rq, p);
1582                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1583         }
1584
1585         uclamp_rq_dec(rq, p);
1586         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1587 }
1588
1589 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1590 {
1591         enqueue_task(rq, p, flags);
1592
1593         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1594 }
1595
1596 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1597 {
1598         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1599
1600         dequeue_task(rq, p, flags);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1605  */
1606 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1607 {
1608         return p->static_prio;
1609 }
1610
1611 /*
1612  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1613  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1614  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1615  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1616  * estimator recalculates.
1617  */
1618 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1619 {
1620         int prio;
1621
1622         if (task_has_dl_policy(p))
1623                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1624         else if (task_has_rt_policy(p))
1625                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1626         else
1627                 prio = __normal_prio(p);
1628         return prio;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1633  * taken into account by the scheduler. This value might
1634  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1635  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1636  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1637  */
1638 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1639 {
1640         p->normal_prio = normal_prio(p);
1641         /*
1642          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1643          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1644          * to the normal priority:
1645          */
1646         if (!rt_prio(p->prio))
1647                 return p->normal_prio;
1648         return p->prio;
1649 }
1650
1651 /**
1652  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1653  * @p: the task in question.
1654  *
1655  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1656  */
1657 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1658 {
1659         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1660 }
1661
1662 /*
1663  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1664  * use the balance_callback list if you want balancing.
1665  *
1666  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1667  * balance_callback().
1668  */
1669 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1670                                        const struct sched_class *prev_class,
1671                                        int oldprio)
1672 {
1673         if (prev_class != p->sched_class) {
1674                 if (prev_class->switched_from)
1675                         prev_class->switched_from(rq, p);
1676
1677                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1678         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1679                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1680 }
1681
1682 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1683 {
1684         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
1685                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1686         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
1687                 resched_curr(rq);
1688
1689         /*
1690          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1691          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1692          */
1693         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1694                 rq_clock_skip_update(rq);
1695 }
1696
1697 #ifdef CONFIG_SMP
1698
1699 /*
1700  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1701  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1702  */
1703 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1704 {
1705         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1706                 return false;
1707
1708         if (is_per_cpu_kthread(p))
1709                 return cpu_online(cpu);
1710
1711         return cpu_active(cpu);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * This is how migration works:
1716  *
1717  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1718  *    stop_one_cpu().
1719  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1720  *    off the CPU)
1721  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1722  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1723  *    it and puts it into the right queue.
1724  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1725  *    is done.
1726  */
1727
1728 /*
1729  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1730  *
1731  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1732  */
1733 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1734                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1735 {
1736         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1737
1738         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1739         set_task_cpu(p, new_cpu);
1740         rq_unlock(rq, rf);
1741
1742         rq = cpu_rq(new_cpu);
1743
1744         rq_lock(rq, rf);
1745         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1746         activate_task(rq, p, 0);
1747         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1748
1749         return rq;
1750 }
1751
1752 struct migration_arg {
1753         struct task_struct *task;
1754         int dest_cpu;
1755 };
1756
1757 /*
1758  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1759  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1760  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1761  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1762  *
1763  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1764  * as the task is no longer on this CPU.
1765  */
1766 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1767                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1768 {
1769         /* Affinity changed (again). */
1770         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1771                 return rq;
1772
1773         update_rq_clock(rq);
1774         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1775
1776         return rq;
1777 }
1778
1779 /*
1780  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1781  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1782  * 'pushing' onto another runqueue.
1783  */
1784 static int migration_cpu_stop(void *data)
1785 {
1786         struct migration_arg *arg = data;
1787         struct task_struct *p = arg->task;
1788         struct rq *rq = this_rq();
1789         struct rq_flags rf;
1790
1791         /*
1792          * The original target CPU might have gone down and we might
1793          * be on another CPU but it doesn't matter.
1794          */
1795         local_irq_disable();
1796         /*
1797          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1798          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1799          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1800          */
1801         flush_smp_call_function_from_idle();
1802
1803         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1804         rq_lock(rq, &rf);
1805         /*
1806          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1807          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1808          * we're holding p->pi_lock.
1809          */
1810         if (task_rq(p) == rq) {
1811                 if (task_on_rq_queued(p))
1812                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1813                 else
1814                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1815         }
1816         rq_unlock(rq, &rf);
1817         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1818
1819         local_irq_enable();
1820         return 0;
1821 }
1822
1823 /*
1824  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1825  * actually call this function.
1826  */
1827 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1828 {
1829         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1830         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1831 }
1832
1833 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1834 {
1835         struct rq *rq = task_rq(p);
1836         bool queued, running;
1837
1838         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1839
1840         queued = task_on_rq_queued(p);
1841         running = task_current(rq, p);
1842
1843         if (queued) {
1844                 /*
1845                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1846                  * holding rq->lock.
1847                  */
1848                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1849                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1850         }
1851         if (running)
1852                 put_prev_task(rq, p);
1853
1854         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1855
1856         if (queued)
1857                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1858         if (running)
1859                 set_next_task(rq, p);
1860 }
1861
1862 /*
1863  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1864  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1865  * is removed from the allowed bitmask.
1866  *
1867  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1868  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1869  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1870  */
1871 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1872                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1873 {
1874         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1875         unsigned int dest_cpu;
1876         struct rq_flags rf;
1877         struct rq *rq;
1878         int ret = 0;
1879
1880         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1881         update_rq_clock(rq);
1882
1883         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1884                 /*
1885                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1886                  */
1887                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1888         }
1889
1890         /*
1891          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1892          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1893          */
1894         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1895                 ret = -EINVAL;
1896                 goto out;
1897         }
1898
1899         if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
1900                 goto out;
1901
1902         /*
1903          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
1904          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
1905          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
1906          */
1907         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
1908         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1909                 ret = -EINVAL;
1910                 goto out;
1911         }
1912
1913         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1914
1915         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1916                 /*
1917                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1918                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1919                  */
1920                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1921                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1922                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1923         }
1924
1925         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1926         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1927                 goto out;
1928
1929         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1930                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1931                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1932                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1933                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1934                 return 0;
1935         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1936                 /*
1937                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1938                  * afterwards anyway.
1939                  */
1940                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1941         }
1942 out:
1943         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1944
1945         return ret;
1946 }
1947
1948 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1949 {
1950         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1951 }
1952 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1953
1954 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1955 {
1956 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1957         /*
1958          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1959          * ttwu() will sort out the placement.
1960          */
1961         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1962                         !p->on_rq);
1963
1964         /*
1965          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1966          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1967          * time relying on p->on_rq.
1968          */
1969         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1970                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1971                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1972
1973 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1974         /*
1975          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1976          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1977          *
1978          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1979          * see task_group().
1980          *
1981          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1982          * task_rq_lock().
1983          */
1984         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1985                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1986 #endif
1987         /*
1988          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1989          */
1990         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1991 #endif
1992
1993         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1994
1995         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1996                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1997                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1998                 p->se.nr_migrations++;
1999                 rseq_migrate(p);
2000                 perf_event_task_migrate(p);
2001         }
2002
2003         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2004 }
2005
2006 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2007 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
2008 {
2009         if (task_on_rq_queued(p)) {
2010                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
2011                 struct rq_flags srf, drf;
2012
2013                 src_rq = task_rq(p);
2014                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
2015
2016                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
2017                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
2018
2019                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2020                 set_task_cpu(p, cpu);
2021                 activate_task(dst_rq, p, 0);
2022                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
2023
2024                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
2025                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
2026
2027         } else {
2028                 /*
2029                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
2030                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
2031                  * previous CPU our target instead of where it really is.
2032                  */
2033                 p->wake_cpu = cpu;
2034         }
2035 }
2036
2037 struct migration_swap_arg {
2038         struct task_struct *src_task, *dst_task;
2039         int src_cpu, dst_cpu;
2040 };
2041
2042 static int migrate_swap_stop(void *data)
2043 {
2044         struct migration_swap_arg *arg = data;
2045         struct rq *src_rq, *dst_rq;
2046         int ret = -EAGAIN;
2047
2048         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
2049                 return -EAGAIN;
2050
2051         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
2052         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
2053
2054         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
2055                         &arg->dst_task->pi_lock);
2056         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
2057
2058         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
2059                 goto unlock;
2060
2061         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
2062                 goto unlock;
2063
2064         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
2065                 goto unlock;
2066
2067         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
2068                 goto unlock;
2069
2070         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
2071         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
2072
2073         ret = 0;
2074
2075 unlock:
2076         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
2077         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
2078         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
2079
2080         return ret;
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Cross migrate two tasks
2085  */
2086 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
2087                 int target_cpu, int curr_cpu)
2088 {
2089         struct migration_swap_arg arg;
2090         int ret = -EINVAL;
2091
2092         arg = (struct migration_swap_arg){
2093                 .src_task = cur,
2094                 .src_cpu = curr_cpu,
2095                 .dst_task = p,
2096                 .dst_cpu = target_cpu,
2097         };
2098
2099         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
2100                 goto out;
2101
2102         /*
2103          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
2104          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
2105          */
2106         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
2107                 goto out;
2108
2109         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
2110                 goto out;
2111
2112         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
2113                 goto out;
2114
2115         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
2116         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
2117
2118 out:
2119         return ret;
2120 }
2121 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2122
2123 /*
2124  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2125  *
2126  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2127  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2128  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2129  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2130  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2131  * @p has remained unscheduled the whole time.
2132  *
2133  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2134  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2135  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2136  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2137  * waiting to become inactive.
2138  */
2139 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2140 {
2141         int running, queued;
2142         struct rq_flags rf;
2143         unsigned long ncsw;
2144         struct rq *rq;
2145
2146         for (;;) {
2147                 /*
2148                  * We do the initial early heuristics without holding
2149                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2150                  * the runqueue lock when things look like they will
2151                  * work out!
2152                  */
2153                 rq = task_rq(p);
2154
2155                 /*
2156                  * If the task is actively running on another CPU
2157                  * still, just relax and busy-wait without holding
2158                  * any locks.
2159                  *
2160                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2161                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2162                  * But we don't care, since "task_running()" will
2163                  * return false if the runqueue has changed and p
2164                  * is actually now running somewhere else!
2165                  */
2166                 while (task_running(rq, p)) {
2167                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2168                                 return 0;
2169                         cpu_relax();
2170                 }
2171
2172                 /*
2173                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2174                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2175                  * just go back and repeat.
2176                  */
2177                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
2178                 trace_sched_wait_task(p);
2179                 running = task_running(rq, p);
2180                 queued = task_on_rq_queued(p);
2181                 ncsw = 0;
2182                 if (!match_state || p->state == match_state)
2183                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2184                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2185
2186                 /*
2187                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2188                  */
2189                 if (unlikely(!ncsw))
2190                         break;
2191
2192                 /*
2193                  * Was it really running after all now that we
2194                  * checked with the proper locks actually held?
2195                  *
2196                  * Oops. Go back and try again..
2197                  */
2198                 if (unlikely(running)) {
2199                         cpu_relax();
2200                         continue;
2201                 }
2202
2203                 /*
2204                  * It's not enough that it's not actively running,
2205                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2206                  * preempted!
2207                  *
2208                  * So if it was still runnable (but just not actively
2209                  * running right now), it's preempted, and we should
2210                  * yield - it could be a while.
2211                  */
2212                 if (unlikely(queued)) {
2213                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
2214
2215                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2216                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2217                         continue;
2218                 }
2219
2220                 /*
2221                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2222                  * runnable, which means that it will never become
2223                  * running in the future either. We're all done!
2224                  */
2225                 break;
2226         }
2227
2228         return ncsw;
2229 }
2230
2231 /***
2232  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2233  * @p: the to-be-kicked thread
2234  *
2235  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2236  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2237  *
2238  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2239  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2240  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2241  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2242  * achieved as well.
2243  */
2244 void kick_process(struct task_struct *p)
2245 {
2246         int cpu;
2247
2248         preempt_disable();
2249         cpu = task_cpu(p);
2250         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2251                 smp_send_reschedule(cpu);
2252         preempt_enable();
2253 }
2254 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2255
2256 /*
2257  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2258  *
2259  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2260  *
2261  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2262  *
2263  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2264  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2265  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2266  *    see it.
2267  *
2268  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2269  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2270  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2271  *    off.
2272  *
2273  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2274  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2275  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2276  * to satisfy the above rules.
2277  */
2278 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2279 {
2280         int nid = cpu_to_node(cpu);
2281         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2282         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2283         int dest_cpu;
2284
2285         /*
2286          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2287          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2288          * select the CPU on the other node.
2289          */
2290         if (nid != -1) {
2291                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2292
2293                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2294                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2295                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2296                                 continue;
2297                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2298                                 return dest_cpu;
2299                 }
2300         }
2301
2302         for (;;) {
2303                 /* Any allowed, online CPU? */
2304                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2305                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2306                                 continue;
2307
2308                         goto out;
2309                 }
2310
2311                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2312                 switch (state) {
2313                 case cpuset:
2314                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2315                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2316                                 state = possible;
2317                                 break;
2318                         }
2319                         fallthrough;
2320                 case possible:
2321                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2322                         state = fail;
2323                         break;
2324
2325                 case fail:
2326                         BUG();
2327                         break;
2328                 }
2329         }
2330
2331 out:
2332         if (state != cpuset) {
2333                 /*
2334                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2335                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2336                  * leave kernel.
2337                  */
2338                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2339                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2340                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2341                 }
2342         }
2343
2344         return dest_cpu;
2345 }
2346
2347 /*
2348  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2349  */
2350 static inline
2351 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2352 {
2353         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2354
2355         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2356                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2357         else
2358                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2359
2360         /*
2361          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2362          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2363          * CPU.
2364          *
2365          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2366          *
2367          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2368          *   not worry about this generic constraint ]
2369          */
2370         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2371                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2372
2373         return cpu;
2374 }
2375
2376 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2377 {
2378         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2379         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2380
2381         if (stop) {
2382                 /*
2383                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2384                  * userspace knows about and won't get confused about.
2385                  *
2386                  * Also, it will make PI more or less work without too
2387                  * much confusion -- but then, stop work should not
2388                  * rely on PI working anyway.
2389                  */
2390                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2391
2392                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2393         }
2394
2395         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2396
2397         if (old_stop) {
2398                 /*
2399                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2400                  * it can die in pieces.
2401                  */
2402                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2403         }
2404 }
2405
2406 #else
2407
2408 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2409                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2410 {
2411         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2412 }
2413
2414 #endif /* CONFIG_SMP */
2415
2416 static void
2417 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2418 {
2419         struct rq *rq;
2420
2421         if (!schedstat_enabled())
2422                 return;
2423
2424         rq = this_rq();
2425
2426 #ifdef CONFIG_SMP
2427         if (cpu == rq->cpu) {
2428                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2429                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2430         } else {
2431                 struct sched_domain *sd;
2432
2433                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2434                 rcu_read_lock();
2435                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2436                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2437                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2438                                 break;
2439                         }
2440                 }
2441                 rcu_read_unlock();
2442         }
2443
2444         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2445                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2446 #endif /* CONFIG_SMP */
2447
2448         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2449         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2450
2451         if (wake_flags & WF_SYNC)
2452                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2453 }
2454
2455 /*
2456  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2457  */
2458 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2459                            struct rq_flags *rf)
2460 {
2461         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2462         p->state = TASK_RUNNING;
2463         trace_sched_wakeup(p);
2464
2465 #ifdef CONFIG_SMP
2466         if (p->sched_class->task_woken) {
2467                 /*
2468                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2469                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2470                  */
2471                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2472                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2473                 rq_repin_lock(rq, rf);
2474         }
2475
2476         if (rq->idle_stamp) {
2477                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2478                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2479
2480                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2481
2482                 if (rq->avg_idle > max)
2483                         rq->avg_idle = max;
2484
2485                 rq->idle_stamp = 0;
2486         }
2487 #endif
2488 }
2489
2490 static void
2491 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2492                  struct rq_flags *rf)
2493 {
2494         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2495
2496         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2497
2498         if (p->sched_contributes_to_load)
2499                 rq->nr_uninterruptible--;
2500
2501 #ifdef CONFIG_SMP
2502         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2503                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2504         else
2505 #endif
2506         if (p->in_iowait) {
2507                 delayacct_blkio_end(p);
2508                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2509         }
2510
2511         activate_task(rq, p, en_flags);
2512         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Consider @p being inside a wait loop:
2517  *
2518  *   for (;;) {
2519  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2520  *
2521  *      if (CONDITION)
2522  *         break;
2523  *
2524  *      schedule();
2525  *   }
2526  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
2527  *
2528  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
2529  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
2530  * an atomic manner.
2531  *
2532  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
2533  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
2534  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
2535  * need to do a full wakeup with enqueue.
2536  *
2537  * Returns: %true when the wakeup is done,
2538  *          %false otherwise.
2539  */
2540 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
2541 {
2542         struct rq_flags rf;
2543         struct rq *rq;
2544         int ret = 0;
2545
2546         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2547         if (task_on_rq_queued(p)) {
2548                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2549                 update_rq_clock(rq);
2550                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2551                 ret = 1;
2552         }
2553         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2554
2555         return ret;
2556 }
2557
2558 #ifdef CONFIG_SMP
2559 void sched_ttwu_pending(void *arg)
2560 {
2561         struct llist_node *llist = arg;
2562         struct rq *rq = this_rq();
2563         struct task_struct *p, *t;
2564         struct rq_flags rf;
2565
2566         if (!llist)
2567                 return;
2568
2569         /*
2570          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
2571          * Races such that false-negatives are possible, since they
2572          * are shorter lived that false-positives would be.
2573          */
2574         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
2575
2576         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2577         update_rq_clock(rq);
2578
2579         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
2580                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
2581                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2582
2583                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
2584                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
2585
2586                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2587         }
2588
2589         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2590 }
2591
2592 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
2593 {
2594         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2595
2596         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2597                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
2598         else
2599                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2600 }
2601
2602 /*
2603  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
2604  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
2605  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
2606  * of the wakeup instead of the waker.
2607  */
2608 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2609 {
2610         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2611
2612         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2613
2614         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
2615         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
2616 }
2617
2618 void wake_up_if_idle(int cpu)
2619 {
2620         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2621         struct rq_flags rf;
2622
2623         rcu_read_lock();
2624
2625         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2626                 goto out;
2627
2628         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2629                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2630         } else {
2631                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2632                 if (is_idle_task(rq->curr))
2633                         smp_send_reschedule(cpu);
2634                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2635                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2636         }
2637
2638 out:
2639         rcu_read_unlock();
2640 }
2641
2642 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2643 {
2644         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2645 }
2646
2647 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
2648 {
2649         /*
2650          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
2651          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
2652          */
2653         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
2654                 return true;
2655
2656         /*
2657          * If the task is descheduling and the only running task on the
2658          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
2659          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
2660          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
2661          */
2662         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
2663                 return true;
2664
2665         return false;
2666 }
2667
2668 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2669 {
2670         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
2671                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
2672                         return false;
2673
2674                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2675                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
2676                 return true;
2677         }
2678
2679         return false;
2680 }
2681
2682 #else /* !CONFIG_SMP */
2683
2684 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2685 {
2686         return false;
2687 }
2688
2689 #endif /* CONFIG_SMP */
2690
2691 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2692 {
2693         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2694         struct rq_flags rf;
2695
2696         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
2697                 return;
2698
2699         rq_lock(rq, &rf);
2700         update_rq_clock(rq);
2701         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2702         rq_unlock(rq, &rf);
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2707  *
2708  *  MIGRATION
2709  *
2710  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2711  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2712  * execution on its new CPU [c1].
2713  *
2714  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2715  *
2716  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2717  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2718  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2719  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2720  *
2721  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2722  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2723  *
2724  * Example:
2725  *
2726  *   CPU0            CPU1            CPU2
2727  *
2728  *   LOCK rq(0)->lock
2729  *   sched-out X
2730  *   sched-in Y
2731  *   UNLOCK rq(0)->lock
2732  *
2733  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2734  *                                   dequeue X
2735  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2736  *
2737  *                                   LOCK rq(1)->lock
2738  *                                   enqueue X
2739  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2740  *
2741  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2742  *                   sched-out Z
2743  *                   sched-in X
2744  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2745  *
2746  *
2747  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2748  *
2749  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2750  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2751  * chain to provide order. Instead we do:
2752  *
2753  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
2754  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
2755  *
2756  * Example:
2757  *
2758  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2759  *
2760  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2761  *   dequeue X
2762  *   sched-out X
2763  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2764  *
2765  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2766  *                    X->state = WAKING
2767  *                    set_task_cpu(X,2)
2768  *
2769  *                    LOCK rq(2)->lock
2770  *                    enqueue X
2771  *                    X->state = RUNNING
2772  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2773  *
2774  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2775  *                                          sched-out Z
2776  *                                          sched-in X
2777  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2778  *
2779  *                    UNLOCK X->pi_lock
2780  *   UNLOCK rq(0)->lock
2781  *
2782  *
2783  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2784  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2785  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2786  */
2787
2788 /**
2789  * try_to_wake_up - wake up a thread
2790  * @p: the thread to be awakened
2791  * @state: the mask of task states that can be woken
2792  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2793  *
2794  * Conceptually does:
2795  *
2796  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2797  *
2798  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2799  *
2800  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
2801  *
2802  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
2803  * with set_current_state().
2804  *
2805  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
2806  *
2807  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
2808  *  - p->sched_class
2809  *  - p->cpus_ptr
2810  *  - p->sched_task_group
2811  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
2812  *
2813  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
2814  * Takes rq->lock in:
2815  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
2816  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
2817  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
2818  *
2819  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
2820  * many memory barriers and their comments for details.
2821  *
2822  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2823  *         %false otherwise.
2824  */
2825 static int
2826 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2827 {
2828         unsigned long flags;
2829         int cpu, success = 0;
2830
2831         preempt_disable();
2832         if (p == current) {
2833                 /*
2834                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2835                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2836                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
2837                  * without taking any locks.
2838                  *
2839                  * In particular:
2840                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2841                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2842                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2843                  */
2844                 if (!(p->state & state))
2845                         goto out;
2846
2847                 success = 1;
2848                 trace_sched_waking(p);
2849                 p->state = TASK_RUNNING;
2850                 trace_sched_wakeup(p);
2851                 goto out;
2852         }
2853
2854         /*
2855          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2856          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2857          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
2858          * in set_current_state() that the waiting thread does.
2859          */
2860         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2861         smp_mb__after_spinlock();
2862         if (!(p->state & state))
2863                 goto unlock;
2864
2865         trace_sched_waking(p);
2866
2867         /* We're going to change ->state: */
2868         success = 1;
2869
2870         /*
2871          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2872          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2873          * in smp_cond_load_acquire() below.
2874          *
2875          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2876          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2877          *   UNLOCK rq->lock
2878          *
2879          * __schedule() (switch to task 'p')
2880          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2881          *   smp_mb__after_spinlock();
2882          *   UNLOCK rq->lock
2883          *
2884          * [task p]
2885          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2886          *
2887          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2888          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2889          *
2890          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
2891          */
2892         smp_rmb();
2893         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
2894                 goto unlock;
2895
2896 #ifdef CONFIG_SMP
2897         /*
2898          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2899          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2900          *
2901          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2902          * from the runqueue.
2903          *
2904          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2905          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2906          *   UNLOCK rq->lock
2907          *
2908          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2909          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2910          *   smp_mb__after_spinlock();
2911          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2912          *
2913          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2914          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2915          *
2916          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
2917          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
2918          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
2919          */
2920         smp_acquire__after_ctrl_dep();
2921
2922         /*
2923          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
2924          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
2925          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
2926          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
2927          */
2928         p->state = TASK_WAKING;
2929
2930         /*
2931          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2932          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
2933          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
2934          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
2935          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
2936          *
2937          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
2938          *
2939          * set_task_cpu(p, cpu);
2940          *   STORE p->cpu = @cpu
2941          * __schedule() (switch to task 'p')
2942          *   LOCK rq->lock
2943          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
2944          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
2945          *
2946          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
2947          * scheduling.
2948          */
2949         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
2950             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
2951                 goto unlock;
2952
2953         /*
2954          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2955          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2956          *
2957          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2958          *
2959          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2960          * their previous state and preserve Program Order.
2961          */
2962         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2963
2964         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2965         if (task_cpu(p) != cpu) {
2966                 if (p->in_iowait) {
2967                         delayacct_blkio_end(p);
2968                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2969                 }
2970
2971                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2972                 psi_ttwu_dequeue(p);
2973                 set_task_cpu(p, cpu);
2974         }
2975 #else
2976         cpu = task_cpu(p);
2977 #endif /* CONFIG_SMP */
2978
2979         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2980 unlock:
2981         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2982 out:
2983         if (success)
2984                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
2985         preempt_enable();
2986
2987         return success;
2988 }
2989
2990 /**
2991  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
2992  * @p: Process for which the function is to be invoked.
2993  * @func: Function to invoke.
2994  * @arg: Argument to function.
2995  *
2996  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
2997  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
2998  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
2999  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
3000  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
3001  * lightweight.
3002  *
3003  * Returns:
3004  *      @false if the task slipped out from under the locks.
3005  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
3006  *              However, @func can override this by returning @false.
3007  */
3008 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
3009 {
3010         bool ret = false;
3011         struct rq_flags rf;
3012         struct rq *rq;
3013
3014         lockdep_assert_irqs_enabled();
3015         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
3016         if (p->on_rq) {
3017                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3018                 if (task_rq(p) == rq)
3019                         ret = func(p, arg);
3020                 rq_unlock(rq, &rf);
3021         } else {
3022                 switch (p->state) {
3023                 case TASK_RUNNING:
3024                 case TASK_WAKING:
3025                         break;
3026                 default:
3027                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
3028                         if (!p->on_rq)
3029                                 ret = func(p, arg);
3030                 }
3031         }
3032         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
3033         return ret;
3034 }
3035
3036 /**
3037  * wake_up_process - Wake up a specific process
3038  * @p: The process to be woken up.
3039  *
3040  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
3041  * processes.
3042  *
3043  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
3044  *
3045  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
3046  */
3047 int wake_up_process(struct task_struct *p)
3048 {
3049         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
3050 }
3051 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
3052
3053 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
3054 {
3055         return try_to_wake_up(p, state, 0);
3056 }
3057
3058 /*
3059  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
3060  * p is forked by current.
3061  *
3062  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
3063  */
3064 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3065 {
3066         p->on_rq                        = 0;
3067
3068         p->se.on_rq                     = 0;
3069         p->se.exec_start                = 0;
3070         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
3071         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
3072         p->se.nr_migrations             = 0;
3073         p->se.vruntime                  = 0;
3074         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
3075
3076 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3077         p->se.cfs_rq                    = NULL;
3078 #endif
3079
3080 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3081         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
3082         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
3083 #endif
3084
3085         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
3086         init_dl_task_timer(&p->dl);
3087         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
3088         __dl_clear_params(p);
3089
3090         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
3091         p->rt.timeout           = 0;
3092         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
3093         p->rt.on_rq             = 0;
3094         p->rt.on_list           = 0;
3095
3096 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3097         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
3098 #endif
3099
3100 #ifdef CONFIG_COMPACTION
3101         p->capture_control = NULL;
3102 #endif
3103         init_numa_balancing(clone_flags, p);
3104 #ifdef CONFIG_SMP
3105         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
3106 #endif
3107 }
3108
3109 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
3110
3111 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3112
3113 void set_numabalancing_state(bool enabled)
3114 {
3115         if (enabled)
3116                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
3117         else
3118                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
3119 }
3120
3121 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3122 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
3123                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
3124 {
3125         struct ctl_table t;
3126         int err;
3127         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
3128
3129         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3130                 return -EPERM;
3131
3132         t = *table;
3133         t.data = &state;
3134         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3135         if (err < 0)
3136                 return err;
3137         if (write)
3138                 set_numabalancing_state(state);
3139         return err;
3140 }
3141 #endif
3142 #endif
3143
3144 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3145
3146 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
3147 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
3148
3149 static void set_schedstats(bool enabled)
3150 {
3151         if (enabled)
3152                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
3153         else
3154                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
3155 }
3156
3157 void force_schedstat_enabled(void)
3158 {
3159         if (!schedstat_enabled()) {
3160                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
3161                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
3162         }
3163 }
3164
3165 static int __init setup_schedstats(char *str)
3166 {
3167         int ret = 0;
3168         if (!str)
3169                 goto out;
3170
3171         /*
3172          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
3173          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
3174          * variable so init_schedstats() can do it later.
3175          */
3176         if (!strcmp(str, "enable")) {
3177                 __sched_schedstats = true;
3178                 ret = 1;
3179         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
3180                 __sched_schedstats = false;
3181                 ret = 1;
3182         }
3183 out:
3184         if (!ret)
3185                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
3186
3187         return ret;
3188 }
3189 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
3190
3191 static void __init init_schedstats(void)
3192 {
3193         set_schedstats(__sched_schedstats);
3194 }
3195
3196 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3197 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
3198                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
3199 {
3200         struct ctl_table t;
3201         int err;
3202         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
3203
3204         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3205                 return -EPERM;
3206
3207         t = *table;
3208         t.data = &state;
3209         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3210         if (err < 0)
3211                 return err;
3212         if (write)
3213                 set_schedstats(state);
3214         return err;
3215 }
3216 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
3217 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
3218 static inline void init_schedstats(void) {}
3219 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
3220
3221 /*
3222  * fork()/clone()-time setup:
3223  */
3224 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3225 {
3226         unsigned long flags;
3227
3228         __sched_fork(clone_flags, p);
3229         /*
3230          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
3231          * nobody will actually run it, and a signal or other external
3232          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
3233          */
3234         p->state = TASK_NEW;
3235
3236         /*
3237          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
3238          */
3239         p->prio = current->normal_prio;
3240
3241         uclamp_fork(p);
3242
3243         /*
3244          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
3245          */
3246         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
3247                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3248                         p->policy = SCHED_NORMAL;
3249                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3250                         p->rt_priority = 0;
3251                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
3252                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3253
3254                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
3255                 set_load_weight(p, false);
3256
3257                 /*
3258                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
3259                  * fulfilled its duty:
3260                  */
3261                 p->sched_reset_on_fork = 0;
3262         }
3263
3264         if (dl_prio(p->prio))
3265                 return -EAGAIN;
3266         else if (rt_prio(p->prio))
3267                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3268         else
3269                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3270
3271         init_entity_runnable_average(&p->se);
3272
3273         /*
3274          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
3275          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
3276          * is ran before sched_fork().
3277          *
3278          * Silence PROVE_RCU.
3279          */
3280         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3281         rseq_migrate(p);
3282         /*
3283          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
3284          * so use __set_task_cpu().
3285          */
3286         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
3287         if (p->sched_class->task_fork)
3288                 p->sched_class->task_fork(p);
3289         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3290
3291 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
3292         if (likely(sched_info_on()))
3293                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3294 #endif
3295 #if defined(CONFIG_SMP)
3296         p->on_cpu = 0;
3297 #endif
3298         init_task_preempt_count(p);
3299 #ifdef CONFIG_SMP
3300         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3301         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
3302 #endif
3303         return 0;
3304 }
3305
3306 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
3307 {
3308         uclamp_post_fork(p);
3309 }
3310
3311 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
3312 {
3313         if (runtime == RUNTIME_INF)
3314                 return BW_UNIT;
3315
3316         /*
3317          * Doing this here saves a lot of checks in all
3318          * the calling paths, and returning zero seems
3319          * safe for them anyway.
3320          */
3321         if (period == 0)
3322                 return 0;
3323
3324         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
3325 }
3326
3327 /*
3328  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3329  *
3330  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3331  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3332  * on the runqueue and wakes it.
3333  */
3334 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3335 {
3336         struct rq_flags rf;
3337         struct rq *rq;
3338
3339         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3340         p->state = TASK_RUNNING;
3341 #ifdef CONFIG_SMP
3342         /*
3343          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3344          *  - cpus_ptr can change in the fork path
3345          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
3346          *
3347          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
3348          * as we're not fully set-up yet.
3349          */
3350         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
3351         rseq_migrate(p);
3352         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
3353 #endif
3354         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3355         update_rq_clock(rq);
3356         post_init_entity_util_avg(p);
3357
3358         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
3359         trace_sched_wakeup_new(p);
3360         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3361 #ifdef CONFIG_SMP
3362         if (p->sched_class->task_woken) {
3363                 /*
3364                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
3365                  * drop it.
3366                  */
3367                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3368                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3369                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3370         }
3371 #endif
3372         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3373 }
3374
3375 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3376
3377 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3378
3379 void preempt_notifier_inc(void)
3380 {
3381         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3382 }
3383 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3384
3385 void preempt_notifier_dec(void)
3386 {
3387         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3388 }
3389 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3390
3391 /**
3392  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3393  * @notifier: notifier struct to register
3394  */
3395 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3396 {
3397         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3398                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3399
3400         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3401 }
3402 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3403
3404 /**
3405  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3406  * @notifier: notifier struct to unregister
3407  *
3408  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3409  */
3410 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3411 {
3412         hlist_del(&notifier->link);
3413 }
3414 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3415
3416 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3417 {
3418         struct preempt_notifier *notifier;
3419
3420         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3421                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3422 }
3423
3424 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3425 {
3426         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3427                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3428 }
3429
3430 static void
3431 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3432                                    struct task_struct *next)
3433 {
3434         struct preempt_notifier *notifier;
3435
3436         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3437                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3438 }
3439
3440 static __always_inline void
3441 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3442                                  struct task_struct *next)
3443 {
3444         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3445                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3446 }
3447
3448 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3449
3450 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3451 {
3452 }
3453
3454 static inline void
3455 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3456                                  struct task_struct *next)
3457 {
3458 }
3459
3460 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3461
3462 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3463 {
3464 #ifdef CONFIG_SMP
3465         /*
3466          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3467          * such that any running task will have this set.
3468          *
3469          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
3470          */
3471         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
3472 #endif
3473 }
3474
3475 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3476 {
3477 #ifdef CONFIG_SMP
3478         /*
3479          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
3480          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
3481          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3482          * finished.
3483          *
3484          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3485          * happen before this.
3486          *
3487          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3488          */
3489         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3490 #endif
3491 }
3492
3493 static inline void
3494 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3495 {
3496         /*
3497          * Since the runqueue lock will be released by the next
3498          * task (which is an invalid locking op but in the case
3499          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3500          * do an early lockdep release here:
3501          */
3502         rq_unpin_lock(rq, rf);
3503         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3504 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3505         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3506         rq->lock.owner = next;
3507 #endif
3508 }
3509
3510 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3511 {
3512         /*
3513          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3514          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3515          * prev into current:
3516          */
3517         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3518         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3519 }
3520
3521 /*
3522  * NOP if the arch has not defined these:
3523  */
3524
3525 #ifndef prepare_arch_switch
3526 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3527 #endif
3528
3529 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3530 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3531 #endif
3532
3533 /**
3534  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3535  * @rq: the runqueue preparing to switch
3536  * @prev: the current task that is being switched out
3537  * @next: the task we are going to switch to.
3538  *
3539  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3540  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3541  * switch.
3542  *
3543  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3544  * hooks.
3545  */
3546 static inline void
3547 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3548                     struct task_struct *next)
3549 {
3550         kcov_prepare_switch(prev);
3551         sched_info_switch(rq, prev, next);
3552         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3553         rseq_preempt(prev);
3554         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3555         prepare_task(next);
3556         prepare_arch_switch(next);
3557 }
3558
3559 /**
3560  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3561  * @prev: the thread we just switched away from.
3562  *
3563  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3564  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3565  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3566  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3567  *
3568  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3569  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3570  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3571  * details.)
3572  *
3573  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3574  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3575  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3576  * because prev may have moved to another CPU.
3577  */
3578 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3579         __releases(rq->lock)
3580 {
3581         struct rq *rq = this_rq();
3582         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3583         long prev_state;
3584
3585         /*
3586          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3587          * because it left us after:
3588          *
3589          *      schedule()
3590          *        preempt_disable();                    // 1
3591          *        __schedule()
3592          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3593          *
3594          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3595          */
3596         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3597                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3598                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3599                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3600
3601         rq->prev_mm = NULL;
3602
3603         /*
3604          * A task struct has one reference for the use as "current".
3605          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3606          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3607          * the scheduled task must drop that reference.
3608          *
3609          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3610          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3611          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3612          * transition, resulting in a double drop.
3613          */
3614         prev_state = prev->state;
3615         vtime_task_switch(prev);
3616         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3617         finish_task(prev);
3618         finish_lock_switch(rq);
3619         finish_arch_post_lock_switch();
3620         kcov_finish_switch(current);
3621
3622         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3623         /*
3624          * When switching through a kernel thread, the loop in
3625          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3626          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3627          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3628          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3629          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3630          *
3631          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3632          *   provided by mmdrop(),
3633          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3634          */
3635         if (mm) {
3636                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3637                 mmdrop(mm);
3638         }
3639         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3640                 if (prev->sched_class->task_dead)
3641                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3642
3643                 /*
3644                  * Remove function-return probe instances associated with this
3645                  * task and put them back on the free list.
3646                  */
3647                 kprobe_flush_task(prev);
3648
3649                 /* Task is done with its stack. */
3650                 put_task_stack(prev);
3651
3652                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3653         }
3654
3655         tick_nohz_task_switch();
3656         return rq;
3657 }
3658
3659 #ifdef CONFIG_SMP
3660
3661 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3662 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3663 {
3664         struct callback_head *head, *next;
3665         void (*func)(struct rq *rq);
3666         unsigned long flags;
3667
3668         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3669         head = rq->balance_callback;
3670         rq->balance_callback = NULL;
3671         while (head) {
3672                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3673                 next = head->next;
3674                 head->next = NULL;
3675                 head = next;
3676
3677                 func(rq);
3678         }
3679         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3680 }
3681
3682 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3683 {
3684         if (unlikely(rq->balance_callback))
3685                 __balance_callback(rq);
3686 }
3687
3688 #else
3689
3690 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3691 {
3692 }
3693
3694 #endif
3695
3696 /**
3697  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3698  * @prev: the thread we just switched away from.
3699  */
3700 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3701         __releases(rq->lock)
3702 {
3703         struct rq *rq;
3704
3705         /*
3706          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3707          * finish_task_switch() for details.
3708          *
3709          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3710          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3711          * PREEMPT_COUNT kernels).
3712          */
3713
3714         rq = finish_task_switch(prev);
3715         balance_callback(rq);
3716         preempt_enable();
3717
3718         if (current->set_child_tid)
3719                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3720
3721         calculate_sigpending();
3722 }
3723
3724 /*
3725  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3726  */
3727 static __always_inline struct rq *
3728 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3729                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3730 {
3731         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3732
3733         /*
3734          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3735          * combine the page table reload and the switch backend into
3736          * one hypercall.
3737          */
3738         arch_start_context_switch(prev);
3739
3740         /*
3741          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3742          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3743          *
3744          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3745          *   user ->   user   switch
3746          */
3747         if (!next->mm) {                                // to kernel
3748                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3749
3750                 next->active_mm = prev->active_mm;
3751                 if (prev->mm)                           // from user
3752                         mmgrab(prev->active_mm);
3753                 else
3754                         prev->active_mm = NULL;
3755         } else {                                        // to user
3756                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3757                 /*
3758                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3759                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3760                  *
3761                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3762                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3763                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3764                  */
3765                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3766
3767                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3768                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3769                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3770                         prev->active_mm = NULL;
3771                 }
3772         }
3773
3774         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3775
3776         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3777
3778         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3779         switch_to(prev, next, prev);
3780         barrier();
3781
3782         return finish_task_switch(prev);
3783 }
3784
3785 /*
3786  * nr_running and nr_context_switches:
3787  *
3788  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3789  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3790  */
3791 unsigned long nr_running(void)
3792 {
3793         unsigned long i, sum = 0;
3794
3795         for_each_online_cpu(i)
3796                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3797
3798         return sum;
3799 }
3800
3801 /*
3802  * Check if only the current task is running on the CPU.
3803  *
3804  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3805  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3806  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3807  *
3808  * - from a non-preemptible section (of course)
3809  *
3810  * - from a thread that is bound to a single CPU
3811  *
3812  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3813  */
3814 bool single_task_running(void)
3815 {
3816         return raw_rq()->nr_running == 1;
3817 }
3818 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3819
3820 unsigned long long nr_context_switches(void)
3821 {
3822         int i;
3823         unsigned long long sum = 0;
3824
3825         for_each_possible_cpu(i)
3826                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3827
3828         return sum;
3829 }
3830
3831 /*
3832  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3833  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3834  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3835  * it does become runnable.
3836  */
3837
3838 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3839 {
3840         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3841 }
3842
3843 /*
3844  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3845  *
3846  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3847  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3848  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3849  *
3850  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3851  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3852  * running and we'd not be idle.
3853  *
3854  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3855  * is broken.
3856  *
3857  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3858  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3859  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3860  * utilising both CPUs.
3861  *
3862  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3863  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3864  *
3865  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3866  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3867  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3868  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3869  *
3870  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3871  */
3872
3873 unsigned long nr_iowait(void)
3874 {
3875         unsigned long i, sum = 0;
3876
3877         for_each_possible_cpu(i)
3878                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3879
3880         return sum;
3881 }
3882
3883 #ifdef CONFIG_SMP
3884
3885 /*
3886  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3887  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3888  */
3889 void sched_exec(void)
3890 {
3891         struct task_struct *p = current;
3892         unsigned long flags;
3893         int dest_cpu;
3894
3895         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3896         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3897         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3898                 goto unlock;
3899
3900         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3901                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3902
3903                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3904                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3905                 return;
3906         }
3907 unlock:
3908         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3909 }
3910
3911 #endif
3912
3913 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3914 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3915
3916 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3917 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3918
3919 /*
3920  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3921  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3922  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3923  * Prefetching this data results in improved performance.
3924  */
3925 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3926 {
3927 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3928         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3929 #else
3930         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3931 #endif
3932         prefetch(curr);
3933         prefetch(&curr->exec_start);
3934 }
3935
3936 /*
3937  * Return accounted runtime for the task.
3938  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3939  * pending runtime that have not been accounted yet.
3940  */
3941 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3942 {
3943         struct rq_flags rf;
3944         struct rq *rq;
3945         u64 ns;
3946
3947 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3948         /*
3949          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3950          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3951          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3952          *
3953          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3954          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3955          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3956          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3957          * been accounted, so we're correct here as well.
3958          */
3959         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3960                 return p->se.sum_exec_runtime;
3961 #endif
3962
3963         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3964         /*
3965          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3966          * project cycles that may never be accounted to this
3967          * thread, breaking clock_gettime().
3968          */
3969         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3970                 prefetch_curr_exec_start(p);
3971                 update_rq_clock(rq);
3972                 p->sched_class->update_curr(rq);
3973         }
3974         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3975         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3976
3977         return ns;
3978 }
3979
3980 /*
3981  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3982  * We call it with interrupts disabled.
3983  */
3984 void scheduler_tick(void)
3985 {
3986         int cpu = smp_processor_id();
3987         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3988         struct task_struct *curr = rq->curr;
3989         struct rq_flags rf;
3990         unsigned long thermal_pressure;
3991
3992         arch_scale_freq_tick();
3993         sched_clock_tick();
3994
3995         rq_lock(rq, &rf);
3996
3997         update_rq_clock(rq);
3998         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
3999         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
4000         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4001         calc_global_load_tick(rq);
4002         psi_task_tick(rq);
4003
4004         rq_unlock(rq, &rf);
4005
4006         perf_event_task_tick();
4007
4008 #ifdef CONFIG_SMP
4009         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4010         trigger_load_balance(rq);
4011 #endif
4012 }
4013
4014 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
4015
4016 struct tick_work {
4017         int                     cpu;
4018         atomic_t                state;
4019         struct delayed_work     work;
4020 };
4021 /* Values for ->state, see diagram below. */
4022 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
4023 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
4024 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
4025
4026 /*
4027  * State diagram for ->state:
4028  *
4029  *
4030  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
4031  *                    |   ^
4032  *                    |   |
4033  *                    |   | sched_tick_remote()
4034  *                    |   |
4035  *                    |   |
4036  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
4037  *                    |   ^
4038  *                    |   |
4039  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
4040  *                    |   |
4041  *                    V   |
4042  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
4043  *
4044  *
4045  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
4046  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
4047  */
4048
4049 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
4050
4051 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
4052 {
4053         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
4054         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
4055         int cpu = twork->cpu;
4056         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4057         struct task_struct *curr;
4058         struct rq_flags rf;
4059         u64 delta;
4060         int os;
4061
4062         /*
4063          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
4064          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
4065          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
4066          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
4067          * of when exactly it is running.
4068          */
4069         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
4070                 goto out_requeue;
4071
4072         rq_lock_irq(rq, &rf);
4073         curr = rq->curr;
4074         if (cpu_is_offline(cpu))
4075                 goto out_unlock;
4076
4077         update_rq_clock(rq);
4078
4079         if (!is_idle_task(curr)) {
4080                 /*
4081                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
4082                  * amount of time.
4083                  */
4084                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
4085                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
4086         }
4087         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4088
4089         calc_load_nohz_remote(rq);
4090 out_unlock:
4091         rq_unlock_irq(rq, &rf);
4092 out_requeue:
4093
4094         /*
4095          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
4096          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
4097          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
4098          * first update state to reflect hotplug activity if required.
4099          */
4100         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4101         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
4102         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
4103                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
4104 }
4105
4106 static void sched_tick_start(int cpu)
4107 {
4108         int os;
4109         struct tick_work *twork;
4110
4111         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
4112                 return;
4113
4114         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
4115
4116         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
4117         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4118         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4119         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
4120                 twork->cpu = cpu;
4121                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
4122                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
4123         }
4124 }
4125
4126 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4127 static void sched_tick_stop(int cpu)
4128 {
4129         struct tick_work *twork;
4130         int os;
4131
4132         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
4133                 return;
4134
4135         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
4136
4137         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
4138         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
4139         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
4140         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4141         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
4142 }
4143 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4144
4145 int __init sched_tick_offload_init(void)
4146 {
4147         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
4148         BUG_ON(!tick_work_cpu);
4149         return 0;
4150 }
4151
4152 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
4153 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
4154 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
4155 #endif
4156
4157 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4158                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
4159 /*
4160  * If the value passed in is equal to the current preempt count
4161  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
4162  */
4163 static inline void preempt_latency_start(int val)
4164 {
4165         if (preempt_count() == val) {
4166                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
4167 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4168                 current->preempt_disable_ip = ip;
4169 #endif
4170                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
4171         }
4172 }
4173
4174 void preempt_count_add(int val)
4175 {
4176 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4177         /*
4178          * Underflow?
4179          */
4180         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4181                 return;
4182 #endif
4183         __preempt_count_add(val);
4184 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4185         /*
4186          * Spinlock count overflowing soon?
4187          */
4188         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4189                                 PREEMPT_MASK - 10);
4190 #endif
4191         preempt_latency_start(val);
4192 }
4193 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
4194 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
4195
4196 /*
4197  * If the value passed in equals to the current preempt count
4198  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
4199  */
4200 static inline void preempt_latency_stop(int val)
4201 {
4202         if (preempt_count() == val)
4203                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
4204 }
4205
4206 void preempt_count_sub(int val)
4207 {
4208 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4209         /*
4210          * Underflow?
4211          */
4212         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4213                 return;
4214         /*
4215          * Is the spinlock portion underflowing?
4216          */
4217         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4218                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4219                 return;
4220 #endif
4221
4222         preempt_latency_stop(val);
4223         __preempt_count_sub(val);
4224 }
4225 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
4226 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
4227
4228 #else
4229 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
4230 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
4231 #endif
4232
4233 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
4234 {
4235 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4236         return p->preempt_disable_ip;
4237 #else
4238         return 0;
4239 #endif
4240 }
4241
4242 /*
4243  * Print scheduling while atomic bug:
4244  */
4245 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4246 {
4247         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
4248         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
4249
4250         if (oops_in_progress)
4251                 return;
4252
4253         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4254                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4255
4256         debug_show_held_locks(prev);
4257         print_modules();
4258         if (irqs_disabled())
4259                 print_irqtrace_events(prev);
4260         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
4261             && in_atomic_preempt_off()) {
4262                 pr_err("Preemption disabled at:");
4263                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
4264         }
4265         if (panic_on_warn)
4266                 panic("scheduling while atomic\n");
4267
4268         dump_stack();
4269         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
4270 }
4271
4272 /*
4273  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4274  */
4275 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
4276 {
4277 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
4278         if (task_stack_end_corrupted(prev))
4279                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
4280
4281         if (task_scs_end_corrupted(prev))
4282                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
4283 #endif
4284
4285 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
4286         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
4287                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
4288                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
4289                 dump_stack();
4290                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
4291         }
4292 #endif
4293
4294         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
4295                 __schedule_bug(prev);
4296                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
4297         }
4298         rcu_sleep_check();
4299
4300         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4301
4302         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
4303 }
4304
4305 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4306                                   struct rq_flags *rf)
4307 {
4308 #ifdef CONFIG_SMP
4309         const struct sched_class *class;
4310         /*
4311          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
4312          * that when we release the rq->lock the task is in the same
4313          * state as before we took rq->lock.
4314          *
4315          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
4316          * a runnable task of @class priority or higher.
4317          */
4318         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
4319                 if (class->balance(rq, prev, rf))
4320                         break;
4321         }
4322 #endif
4323
4324         put_prev_task(rq, prev);
4325 }
4326
4327 /*
4328  * Pick up the highest-prio task:
4329  */
4330 static inline struct task_struct *
4331 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
4332 {
4333         const struct sched_class *class;
4334         struct task_struct *p;
4335
4336         /*
4337          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
4338          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
4339          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
4340          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
4341          */
4342         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
4343                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4344
4345                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
4346                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
4347                         goto restart;
4348
4349                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
4350                 if (!p) {
4351                         put_prev_task(rq, prev);
4352                         p = pick_next_task_idle(rq);
4353                 }
4354
4355                 return p;
4356         }
4357
4358 restart:
4359         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
4360
4361         for_each_class(class) {
4362                 p = class->pick_next_task(rq);
4363                 if (p)
4364                         return p;
4365         }
4366
4367         /* The idle class should always have a runnable task: */
4368         BUG();
4369 }
4370
4371 /*
4372  * __schedule() is the main scheduler function.
4373  *
4374  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4375  *
4376  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4377  *
4378  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4379  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4380  *
4381  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4382  *      interrupt handler scheduler_tick().
4383  *
4384  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
4385  *      task to the run-queue and that's it.
4386  *
4387  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
4388  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
4389  *      called on the nearest possible occasion:
4390  *
4391  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
4392  *
4393  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4394  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4395  *           spin_unlock()!)
4396  *
4397  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4398  *           preemptible context
4399  *
4400  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4401  *         then at the next:
4402  *
4403  *          - cond_resched() call
4404  *          - explicit schedule() call
4405  *          - return from syscall or exception to user-space
4406  *          - return from interrupt-handler to user-space
4407  *
4408  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4409  */
4410 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4411 {
4412         struct task_struct *prev, *next;
4413         unsigned long *switch_count;
4414         unsigned long prev_state;
4415         struct rq_flags rf;
4416         struct rq *rq;
4417         int cpu;
4418
4419         cpu = smp_processor_id();
4420         rq = cpu_rq(cpu);
4421         prev = rq->curr;
4422
4423         schedule_debug(prev, preempt);
4424
4425         if (sched_feat(HRTICK))
4426                 hrtick_clear(rq);
4427
4428         local_irq_disable();
4429         rcu_note_context_switch(preempt);
4430
4431         /*
4432          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4433          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4434          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
4435          *
4436          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
4437          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
4438          *                                        wake_up_state(p, state)
4439          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
4440          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
4441          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
4442          *
4443          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
4444          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4445          */
4446         rq_lock(rq, &rf);
4447         smp_mb__after_spinlock();
4448
4449         /* Promote REQ to ACT */
4450         rq->clock_update_flags <<= 1;
4451         update_rq_clock(rq);
4452
4453         switch_count = &prev->nivcsw;
4454
4455         /*
4456          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
4457          * that:
4458          *
4459          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
4460          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
4461          */
4462         prev_state = prev->state;
4463         if (!preempt && prev_state) {
4464                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
4465                         prev->state = TASK_RUNNING;
4466                 } else {
4467                         prev->sched_contributes_to_load =
4468                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
4469                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
4470                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
4471
4472                         if (prev->sched_contributes_to_load)
4473                                 rq->nr_uninterruptible++;
4474
4475                         /*
4476                          * __schedule()                 ttwu()
4477                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
4478                          *   if (prev_state)                goto out;
4479                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
4480                          *                                p->state = TASK_WAKING
4481                          *
4482                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
4483                          *
4484                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
4485                          */
4486                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4487
4488                         if (prev->in_iowait) {
4489                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4490                                 delayacct_blkio_start();
4491                         }
4492                 }
4493                 switch_count = &prev->nvcsw;
4494         }
4495
4496         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4497         clear_tsk_need_resched(prev);
4498         clear_preempt_need_resched();
4499
4500         if (likely(prev != next)) {
4501                 rq->nr_switches++;
4502                 /*
4503                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4504                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4505                  */
4506                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4507                 /*
4508                  * The membarrier system call requires each architecture
4509                  * to have a full memory barrier after updating
4510                  * rq->curr, before returning to user-space.
4511                  *
4512                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4513                  * various architectures:
4514                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4515                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4516                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4517                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4518                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4519                  *   is a RELEASE barrier),
4520                  */
4521                 ++*switch_count;
4522
4523                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
4524
4525                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4526
4527                 /* Also unlocks the rq: */
4528                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4529         } else {
4530                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4531                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4532         }
4533
4534         balance_callback(rq);
4535 }
4536
4537 void __noreturn do_task_dead(void)
4538 {
4539         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4540         set_special_state(TASK_DEAD);
4541
4542         /* Tell freezer to ignore us: */
4543         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4544
4545         __schedule(false);
4546         BUG();
4547
4548         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4549         for (;;)
4550                 cpu_relax();
4551 }
4552
4553 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4554 {
4555         unsigned int task_flags;
4556
4557         if (!tsk->state)
4558                 return;
4559
4560         task_flags = tsk->flags;
4561         /*
4562          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4563          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4564          * As this function is called inside the schedule() context,
4565          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4566          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4567          * requires it.
4568          */
4569         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4570                 preempt_disable();
4571                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
4572                         wq_worker_sleeping(tsk);
4573                 else
4574                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4575                 preempt_enable_no_resched();
4576         }
4577
4578         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4579                 return;
4580
4581         /*
4582          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4583          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4584          */
4585         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4586                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4587 }
4588
4589 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4590 {
4591         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4592                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4593                         wq_worker_running(tsk);
4594                 else
4595                         io_wq_worker_running(tsk);
4596         }
4597 }
4598
4599 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4600 {
4601         struct task_struct *tsk = current;
4602
4603         sched_submit_work(tsk);
4604         do {
4605                 preempt_disable();
4606                 __schedule(false);
4607                 sched_preempt_enable_no_resched();
4608         } while (need_resched());
4609         sched_update_worker(tsk);
4610 }
4611 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4612
4613 /*
4614  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4615  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4616  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4617  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4618  * (schedule out non-voluntarily).
4619  *
4620  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4621  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4622  */
4623 void __sched schedule_idle(void)
4624 {
4625         /*
4626          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4627          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4628          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4629          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4630          * TASK_RUNNING state.
4631          */
4632         WARN_ON_ONCE(current->state);
4633         do {
4634                 __schedule(false);
4635         } while (need_resched());
4636 }
4637
4638 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4639 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4640 {
4641         /*
4642          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4643          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4644          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4645          * we find a better solution.
4646          *
4647          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4648          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4649          * too frequently to make sense yet.
4650          */
4651         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4652         schedule();
4653         exception_exit(prev_state);
4654 }
4655 #endif
4656
4657 /**
4658  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4659  *
4660  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4661  */
4662 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4663 {
4664         sched_preempt_enable_no_resched();
4665         schedule();
4666         preempt_disable();
4667 }
4668
4669 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4670 {
4671         do {
4672                 /*
4673                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4674                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4675                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4676                  * by the function tracer will call this function again and
4677                  * cause infinite recursion.
4678                  *
4679                  * Preemption must be disabled here before the function
4680                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4681                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4682                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4683                  * which can also be traced by the function tracer.
4684                  */
4685                 preempt_disable_notrace();
4686                 preempt_latency_start(1);
4687                 __schedule(true);
4688                 preempt_latency_stop(1);
4689                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4690
4691                 /*
4692                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4693                  * between schedule and now.
4694                  */
4695         } while (need_resched());
4696 }
4697
4698 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4699 /*
4700  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4701  * off of preempt_enable.
4702  */
4703 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4704 {
4705         /*
4706          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4707          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4708          */
4709         if (likely(!preemptible()))
4710                 return;
4711
4712         preempt_schedule_common();
4713 }
4714 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4715 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4716
4717 /**
4718  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4719  *
4720  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4721  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4722  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4723  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4724  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4725  * to be called when the system is still in usermode.
4726  *
4727  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4728  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4729  * calling the scheduler.
4730  */
4731 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4732 {
4733         enum ctx_state prev_ctx;
4734
4735         if (likely(!preemptible()))
4736                 return;
4737
4738         do {
4739                 /*
4740                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4741                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4742                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4743                  * by the function tracer will call this function again and
4744                  * cause infinite recursion.
4745                  *
4746                  * Preemption must be disabled here before the function
4747                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4748                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4749                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4750                  * which can also be traced by the function tracer.
4751                  */
4752                 preempt_disable_notrace();
4753                 preempt_latency_start(1);
4754                 /*
4755                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4756                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4757                  * an infinite recursion.
4758                  */
4759                 prev_ctx = exception_enter();
4760                 __schedule(true);
4761                 exception_exit(prev_ctx);
4762
4763                 preempt_latency_stop(1);
4764                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4765         } while (need_resched());
4766 }
4767 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4768
4769 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4770
4771 /*
4772  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4773  * off of irq context.
4774  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4775  * protect us against recursive calling from irq.
4776  */
4777 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4778 {
4779         enum ctx_state prev_state;
4780
4781         /* Catch callers which need to be fixed */
4782         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4783
4784         prev_state = exception_enter();
4785
4786         do {
4787                 preempt_disable();
4788                 local_irq_enable();
4789                 __schedule(true);
4790                 local_irq_disable();
4791                 sched_preempt_enable_no_resched();
4792         } while (need_resched());
4793
4794         exception_exit(prev_state);
4795 }
4796
4797 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4798                           void *key)
4799 {
4800         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
4801         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4802 }
4803 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4804
4805 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4806
4807 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4808 {
4809         if (pi_task)
4810                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4811
4812         return prio;
4813 }
4814
4815 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4816 {
4817         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4818
4819         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4820 }
4821
4822 /*
4823  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4824  * @p: task to boost
4825  * @pi_task: donor task
4826  *
4827  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4828  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4829  *
4830  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4831  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4832  */
4833 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4834 {
4835         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4836                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4837         const struct sched_class *prev_class;
4838         struct rq_flags rf;
4839         struct rq *rq;
4840
4841         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4842         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4843
4844         /*
4845          * If nothing changed; bail early.
4846          */
4847         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4848                 return;
4849
4850         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4851         update_rq_clock(rq);
4852         /*
4853          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4854          * either lock.
4855          *
4856          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4857          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4858          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4859          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4860          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4861          */
4862         p->pi_top_task = pi_task;
4863
4864         /*
4865          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4866          */
4867         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4868                 goto out_unlock;
4869
4870         /*
4871          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4872          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4873          *
4874          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4875          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4876          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4877          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4878          * with interrupts disabled and will complete the lock
4879          * protected section without being interrupted. So there is no
4880          * real need to boost.
4881          */
4882         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4883                 WARN_ON(p != rq->curr);
4884                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4885                 goto out_unlock;
4886         }
4887
4888         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4889         oldprio = p->prio;
4890
4891         if (oldprio == prio)
4892                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4893
4894         prev_class = p->sched_class;
4895         queued = task_on_rq_queued(p);
4896         running = task_current(rq, p);
4897         if (queued)
4898                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4899         if (running)
4900                 put_prev_task(rq, p);
4901
4902         /*
4903          * Boosting condition are:
4904          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4905          *      --> -dl task blocks on mutex A
4906          *
4907          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4908          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4909          *          running task
4910          */
4911         if (dl_prio(prio)) {
4912                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4913                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
4914                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4915                         p->dl.dl_boosted = 1;
4916                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4917                 } else
4918                         p->dl.dl_boosted = 0;
4919                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4920         } else if (rt_prio(prio)) {
4921                 if (dl_prio(oldprio))
4922                         p->dl.dl_boosted = 0;
4923                 if (oldprio < prio)
4924                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4925                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4926         } else {
4927                 if (dl_prio(oldprio))
4928                         p->dl.dl_boosted = 0;
4929                 if (rt_prio(oldprio))
4930                         p->rt.timeout = 0;
4931                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4932         }
4933
4934         p->prio = prio;
4935
4936         if (queued)
4937                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4938         if (running)
4939                 set_next_task(rq, p);
4940
4941         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4942 out_unlock:
4943         /* Avoid rq from going away on us: */
4944         preempt_disable();
4945         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4946
4947         balance_callback(rq);
4948         preempt_enable();
4949 }
4950 #else
4951 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4952 {
4953         return prio;
4954 }
4955 #endif
4956
4957 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4958 {
4959         bool queued, running;
4960         int old_prio;
4961         struct rq_flags rf;
4962         struct rq *rq;
4963
4964         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4965                 return;
4966         /*
4967          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4968          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4969          */
4970         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4971         update_rq_clock(rq);
4972
4973         /*
4974          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4975          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4976          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4977          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4978          */
4979         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4980                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4981                 goto out_unlock;
4982         }
4983         queued = task_on_rq_queued(p);
4984         running = task_current(rq, p);
4985         if (queued)
4986                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4987         if (running)
4988                 put_prev_task(rq, p);
4989
4990         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4991         set_load_weight(p, true);
4992         old_prio = p->prio;
4993         p->prio = effective_prio(p);
4994
4995         if (queued)
4996                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4997         if (running)
4998                 set_next_task(rq, p);
4999
5000         /*
5001          * If the task increased its priority or is running and
5002          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5003          */
5004         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
5005
5006 out_unlock:
5007         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5008 }
5009 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5010
5011 /*
5012  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5013  * @p: task
5014  * @nice: nice value
5015  */
5016 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5017 {
5018         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
5019         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
5020
5021         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
5022                 capable(CAP_SYS_NICE));
5023 }
5024
5025 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5026
5027 /*
5028  * sys_nice - change the priority of the current process.
5029  * @increment: priority increment
5030  *
5031  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5032  * does similar things.
5033  */
5034 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5035 {
5036         long nice, retval;
5037
5038         /*
5039          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5040          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5041          * and we have a single winner.
5042          */
5043         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
5044         nice = task_nice(current) + increment;
5045
5046         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5047         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5048                 return -EPERM;
5049
5050         retval = security_task_setnice(current, nice);
5051         if (retval)
5052                 return retval;
5053
5054         set_user_nice(current, nice);
5055         return 0;
5056 }
5057
5058 #endif
5059
5060 /**
5061  * task_prio - return the priority value of a given task.
5062  * @p: the task in question.
5063  *
5064  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
5065  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5066  * around 0, value goes from -16 to +15.
5067  */
5068 int task_prio(const struct task_struct *p)
5069 {
5070         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5071 }
5072
5073 /**
5074  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
5075  * @cpu: the processor in question.
5076  *
5077  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
5078  */
5079 int idle_cpu(int cpu)
5080 {
5081         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5082
5083         if (rq->curr != rq->idle)
5084                 return 0;
5085
5086         if (rq->nr_running)
5087                 return 0;
5088
5089 #ifdef CONFIG_SMP
5090         if (rq->ttwu_pending)
5091                 return 0;
5092 #endif
5093
5094         return 1;
5095 }
5096
5097 /**
5098  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
5099  * @cpu: the CPU in question.
5100  *
5101  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
5102  */
5103 int available_idle_cpu(int cpu)
5104 {
5105         if (!idle_cpu(cpu))
5106                 return 0;
5107
5108         if (vcpu_is_preempted(cpu))
5109                 return 0;
5110
5111         return 1;
5112 }
5113
5114 /**
5115  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
5116  * @cpu: the processor in question.
5117  *
5118  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
5119  */
5120 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5121 {
5122         return cpu_rq(cpu)->idle;
5123 }
5124
5125 /**
5126  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5127  * @pid: the pid in question.
5128  *
5129  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
5130  */
5131 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5132 {
5133         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5134 }
5135
5136 /*
5137  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
5138  * it calls know not to change it.
5139  */
5140 #define SETPARAM_POLICY -1
5141
5142 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
5143                 const struct sched_attr *attr)
5144 {
5145         int policy = attr->sched_policy;
5146
5147         if (policy == SETPARAM_POLICY)
5148                 policy = p->policy;
5149
5150         p->policy = policy;
5151
5152         if (dl_policy(policy))
5153                 __setparam_dl(p, attr);
5154         else if (fair_policy(policy))
5155                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
5156
5157         /*
5158          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
5159          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
5160          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
5161          */
5162         p->rt_priority = attr->sched_priority;
5163         p->normal_prio = normal_prio(p);
5164         set_load_weight(p, true);
5165 }
5166
5167 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
5168 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
5169                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
5170 {
5171         /*
5172          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
5173          * either.
5174          */
5175         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
5176                 return;
5177
5178         __setscheduler_params(p, attr);
5179
5180         /*
5181          * Keep a potential priority boosting if called from
5182          * sched_setscheduler().
5183          */
5184         p->prio = normal_prio(p);
5185         if (keep_boost)
5186                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
5187
5188         if (dl_prio(p->prio))
5189                 p->sched_class = &dl_sched_class;
5190         else if (rt_prio(p->prio))
5191                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5192         else
5193                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5194 }
5195
5196 /*
5197  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
5198  */
5199 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5200 {
5201         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5202         bool match;
5203
5204         rcu_read_lock();
5205         pcred = __task_cred(p);
5206         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
5207                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
5208         rcu_read_unlock();
5209         return match;
5210 }
5211
5212 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
5213                                 const struct sched_attr *attr,
5214                                 bool user, bool pi)
5215 {
5216         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
5217                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
5218         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
5219         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
5220         const struct sched_class *prev_class;
5221         struct rq_flags rf;
5222         int reset_on_fork;
5223         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
5224         struct rq *rq;
5225
5226         /* The pi code expects interrupts enabled */
5227         BUG_ON(pi && in_interrupt());
5228 recheck:
5229         /* Double check policy once rq lock held: */
5230         if (policy < 0) {
5231                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
5232                 policy = oldpolicy = p->policy;
5233         } else {
5234                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
5235
5236                 if (!valid_policy(policy))
5237                         return -EINVAL;
5238         }
5239
5240         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
5241                 return -EINVAL;
5242
5243         /*
5244          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5245          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5246          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5247          */
5248         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5249             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5250                 return -EINVAL;
5251         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
5252             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
5253                 return -EINVAL;
5254
5255         /*
5256          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5257          */
5258         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5259                 if (fair_policy(policy)) {
5260                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
5261                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
5262                                 return -EPERM;
5263                 }
5264
5265                 if (rt_policy(policy)) {
5266                         unsigned long rlim_rtprio =
5267                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
5268
5269                         /* Can't set/change the rt policy: */
5270                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5271                                 return -EPERM;
5272
5273                         /* Can't increase priority: */
5274                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
5275                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
5276                                 return -EPERM;
5277                 }
5278
5279                  /*
5280                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
5281                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
5282                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
5283                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
5284                   */
5285                 if (dl_policy(policy))
5286                         return -EPERM;
5287
5288                 /*
5289                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
5290                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
5291                  */
5292                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
5293                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
5294                                 return -EPERM;
5295                 }
5296
5297                 /* Can't change other user's priorities: */
5298                 if (!check_same_owner(p))
5299                         return -EPERM;
5300
5301                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
5302                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
5303                         return -EPERM;
5304         }
5305
5306         if (user) {
5307                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
5308                         return -EINVAL;
5309
5310                 retval = security_task_setscheduler(p);
5311                 if (retval)
5312                         return retval;
5313         }
5314
5315         /* Update task specific "requested" clamps */
5316         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
5317                 retval = uclamp_validate(p, attr);
5318                 if (retval)
5319                         return retval;
5320         }
5321
5322         if (pi)
5323                 cpuset_read_lock();
5324
5325         /*
5326          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5327          * changing the priority of the task:
5328          *
5329          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
5330          * runqueue lock must be held.
5331          */
5332         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5333         update_rq_clock(rq);
5334
5335         /*
5336          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
5337          */
5338         if (p == rq->stop) {
5339                 retval = -EINVAL;
5340                 goto unlock;
5341         }
5342
5343         /*
5344          * If not changing anything there's no need to proceed further,
5345          * but store a possible modification of reset_on_fork.
5346          */
5347         if (unlikely(policy == p->policy)) {
5348                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
5349                         goto change;
5350                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
5351                         goto change;
5352                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
5353                         goto change;
5354                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
5355                         goto change;
5356
5357                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5358                 retval = 0;
5359                 goto unlock;
5360         }
5361 change:
5362
5363         if (user) {
5364 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5365                 /*
5366                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5367                  * assigned.
5368                  */
5369                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5370                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5371                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5372                         retval = -EPERM;
5373                         goto unlock;
5374                 }
5375 #endif
5376 #ifdef CONFIG_SMP
5377                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
5378                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
5379                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
5380
5381                         /*
5382                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
5383                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
5384                          * will also fail if there's no bandwidth available.
5385                          */
5386                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
5387                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
5388                                 retval = -EPERM;
5389                                 goto unlock;
5390                         }
5391                 }
5392 #endif
5393         }
5394
5395         /* Re-check policy now with rq lock held: */
5396         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5397                 policy = oldpolicy = -1;
5398                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5399                 if (pi)
5400                         cpuset_read_unlock();
5401                 goto recheck;
5402         }
5403
5404         /*
5405          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
5406          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
5407          * is available.
5408          */
5409         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
5410                 retval = -EBUSY;
5411                 goto unlock;
5412         }
5413
5414         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5415         oldprio = p->prio;
5416
5417         if (pi) {
5418                 /*
5419                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
5420                  * effective priority is unchanged, we just store the new
5421                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
5422                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
5423                  * itself.
5424                  */
5425                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
5426                 if (new_effective_prio == oldprio)
5427                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
5428         }
5429
5430         queued = task_on_rq_queued(p);
5431         running = task_current(rq, p);
5432         if (queued)
5433                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
5434         if (running)
5435                 put_prev_task(rq, p);
5436
5437         prev_class = p->sched_class;
5438
5439         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5440         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5441
5442         if (queued) {
5443                 /*
5444                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5445                  * increased (user space view).
5446                  */
5447                 if (oldprio < p->prio)
5448                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5449
5450                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5451         }
5452         if (running)
5453                 set_next_task(rq, p);
5454
5455         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5456
5457         /* Avoid rq from going away on us: */
5458         preempt_disable();
5459         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5460
5461         if (pi) {
5462                 cpuset_read_unlock();
5463                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5464         }
5465
5466         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5467         balance_callback(rq);
5468         preempt_enable();
5469
5470         return 0;
5471
5472 unlock:
5473         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5474         if (pi)
5475                 cpuset_read_unlock();
5476         return retval;
5477 }
5478
5479 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5480                                const struct sched_param *param, bool check)
5481 {
5482         struct sched_attr attr = {
5483                 .sched_policy   = policy,
5484                 .sched_priority = param->sched_priority,
5485                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5486         };
5487
5488         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5489         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5490                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5491                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5492                 attr.sched_policy = policy;
5493         }
5494
5495         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5496 }
5497 /**
5498  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5499  * @p: the task in question.
5500  * @policy: new policy.
5501  * @param: structure containing the new RT priority.
5502  *
5503  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
5504  *
5505  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5506  *
5507  * NOTE that the task may be already dead.
5508  */
5509 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5510                        const struct sched_param *param)
5511 {
5512         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5513 }
5514
5515 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5516 {
5517         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5518 }
5519
5520 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5521 {
5522         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5523 }
5524
5525 /**
5526  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5527  * @p: the task in question.
5528  * @policy: new policy.
5529  * @param: structure containing the new RT priority.
5530  *
5531  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5532  * current context has permission.  For example, this is needed in
5533  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5534  * but our caller might not have that capability.
5535  *
5536  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5537  */
5538 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5539                                const struct sched_param *param)
5540 {
5541         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5542 }
5543
5544 /*
5545  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
5546  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
5547  * be doing.
5548  *
5549  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
5550  *
5551  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
5552  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
5553  * and smash them together and still expect them to work.
5554  *
5555  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
5556  *
5557  *   MAX_RT_PRIO / 2
5558  *
5559  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
5560  * know enough information to make a sensible choice.
5561  */
5562 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
5563 {
5564         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
5565         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
5566 }
5567 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
5568
5569 /*
5570  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
5571  */
5572 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
5573 {
5574         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
5575         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
5576 }
5577 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
5578
5579 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
5580 {
5581         struct sched_attr attr = {
5582                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
5583                 .sched_nice = nice,
5584         };
5585         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
5586 }
5587 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
5588
5589 static int
5590 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5591 {
5592         struct sched_param lparam;
5593         struct task_struct *p;
5594         int retval;
5595
5596         if (!param || pid < 0)
5597                 return -EINVAL;
5598         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5599                 return -EFAULT;
5600
5601         rcu_read_lock();
5602         retval = -ESRCH;
5603         p = find_process_by_pid(pid);
5604         if (likely(p))
5605                 get_task_struct(p);
5606         rcu_read_unlock();
5607
5608         if (likely(p)) {
5609                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5610                 put_task_struct(p);
5611         }
5612
5613         return retval;
5614 }
5615
5616 /*
5617  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5618  */
5619 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5620 {
5621         u32 size;
5622         int ret;
5623
5624         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5625         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5626
5627         ret = get_user(size, &uattr->size);
5628         if (ret)
5629                 return ret;
5630
5631         /* ABI compatibility quirk: */
5632         if (!size)
5633                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5634         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5635                 goto err_size;
5636
5637         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5638         if (ret) {
5639                 if (ret == -E2BIG)
5640                         goto err_size;
5641                 return ret;
5642         }
5643
5644         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5645             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5646                 return -EINVAL;
5647
5648         /*
5649          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5650          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5651          */
5652         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5653
5654         return 0;
5655
5656 err_size:
5657         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5658         return -E2BIG;
5659 }
5660
5661 /**
5662  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5663  * @pid: the pid in question.
5664  * @policy: new policy.
5665  * @param: structure containing the new RT priority.
5666  *
5667  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5668  */
5669 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5670 {
5671         if (policy < 0)
5672                 return -EINVAL;
5673
5674         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5675 }
5676
5677 /**
5678  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5679  * @pid: the pid in question.
5680  * @param: structure containing the new RT priority.
5681  *
5682  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5683  */
5684 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5685 {
5686         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5687 }
5688
5689 /**
5690  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5691  * @pid: the pid in question.
5692  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5693  * @flags: for future extension.
5694  */
5695 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5696                                unsigned int, flags)
5697 {
5698         struct sched_attr attr;
5699         struct task_struct *p;
5700         int retval;
5701
5702         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5703                 return -EINVAL;
5704
5705         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5706         if (retval)
5707                 return retval;
5708
5709         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5710                 return -EINVAL;
5711         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5712                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5713
5714         rcu_read_lock();
5715         retval = -ESRCH;
5716         p = find_process_by_pid(pid);
5717         if (likely(p))
5718                 get_task_struct(p);
5719         rcu_read_unlock();
5720
5721         if (likely(p)) {
5722                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5723                 put_task_struct(p);
5724         }
5725
5726         return retval;
5727 }
5728
5729 /**
5730  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5731  * @pid: the pid in question.
5732  *
5733  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5734  * code.
5735  */
5736 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5737 {
5738         struct task_struct *p;
5739         int retval;
5740
5741         if (pid < 0)
5742                 return -EINVAL;
5743
5744         retval = -ESRCH;
5745         rcu_read_lock();
5746         p = find_process_by_pid(pid);
5747         if (p) {
5748                 retval = security_task_getscheduler(p);
5749                 if (!retval)
5750                         retval = p->policy
5751                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5752         }
5753         rcu_read_unlock();
5754         return retval;
5755 }
5756
5757 /**
5758  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5759  * @pid: the pid in question.
5760  * @param: structure containing the RT priority.
5761  *
5762  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5763  * code.
5764  */
5765 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5766 {
5767         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5768         struct task_struct *p;
5769         int retval;
5770
5771         if (!param || pid < 0)
5772                 return -EINVAL;
5773
5774         rcu_read_lock();
5775         p = find_process_by_pid(pid);
5776         retval = -ESRCH;
5777         if (!p)
5778                 goto out_unlock;
5779
5780         retval = security_task_getscheduler(p);
5781         if (retval)
5782                 goto out_unlock;
5783
5784         if (task_has_rt_policy(p))
5785                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5786         rcu_read_unlock();
5787
5788         /*
5789          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5790          */
5791         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5792
5793         return retval;
5794
5795 out_unlock:
5796         rcu_read_unlock();
5797         return retval;
5798 }
5799
5800 /*
5801  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5802  * than what user-space knows about) to user-space.
5803  *
5804  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5805  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5806  * have the same size.
5807  */
5808 static int
5809 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5810                         struct sched_attr *kattr,
5811                         unsigned int usize)
5812 {
5813         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5814
5815         if (!access_ok(uattr, usize))
5816                 return -EFAULT;
5817
5818         /*
5819          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5820          *
5821          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5822          *
5823          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5824          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5825          *
5826          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5827          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5828          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5829          * which is set to ksize in this case.
5830          */
5831         kattr->size = min(usize, ksize);
5832
5833         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5834                 return -EFAULT;
5835
5836         return 0;
5837 }
5838
5839 /**
5840  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5841  * @pid: the pid in question.
5842  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5843  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5844  * @flags: for future extension.
5845  */
5846 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5847                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5848 {
5849         struct sched_attr kattr = { };
5850         struct task_struct *p;
5851         int retval;
5852
5853         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5854             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5855                 return -EINVAL;
5856
5857         rcu_read_lock();
5858         p = find_process_by_pid(pid);
5859         retval = -ESRCH;
5860         if (!p)
5861                 goto out_unlock;
5862
5863         retval = security_task_getscheduler(p);
5864         if (retval)
5865                 goto out_unlock;
5866
5867         kattr.sched_policy = p->policy;
5868         if (p->sched_reset_on_fork)
5869                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5870         if (task_has_dl_policy(p))
5871                 __getparam_dl(p, &kattr);
5872         else if (task_has_rt_policy(p))
5873                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5874         else
5875                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5876
5877 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5878         /*
5879          * This could race with another potential updater, but this is fine
5880          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
5881          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
5882          */
5883         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5884         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5885 #endif
5886
5887         rcu_read_unlock();
5888
5889         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5890
5891 out_unlock:
5892         rcu_read_unlock();
5893         return retval;
5894 }
5895
5896 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5897 {
5898         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5899         struct task_struct *p;
5900         int retval;
5901
5902         rcu_read_lock();
5903
5904         p = find_process_by_pid(pid);
5905         if (!p) {
5906                 rcu_read_unlock();
5907                 return -ESRCH;
5908         }
5909
5910         /* Prevent p going away */
5911         get_task_struct(p);
5912         rcu_read_unlock();
5913
5914         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5915                 retval = -EINVAL;
5916                 goto out_put_task;
5917         }
5918         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5919                 retval = -ENOMEM;
5920                 goto out_put_task;
5921         }
5922         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5923                 retval = -ENOMEM;
5924                 goto out_free_cpus_allowed;
5925         }
5926         retval = -EPERM;
5927         if (!check_same_owner(p)) {
5928                 rcu_read_lock();
5929                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5930                         rcu_read_unlock();
5931                         goto out_free_new_mask;
5932                 }
5933                 rcu_read_unlock();
5934         }
5935
5936         retval = security_task_setscheduler(p);
5937         if (retval)
5938                 goto out_free_new_mask;
5939
5940
5941         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5942         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5943
5944         /*
5945          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5946          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5947          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5948          * root_domain.
5949          */
5950 #ifdef CONFIG_SMP
5951         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5952                 rcu_read_lock();
5953                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5954                         retval = -EBUSY;
5955                         rcu_read_unlock();
5956                         goto out_free_new_mask;
5957                 }
5958                 rcu_read_unlock();
5959         }
5960 #endif
5961 again:
5962         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5963
5964         if (!retval) {
5965                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5966                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5967                         /*
5968                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5969                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5970                          * cpuset's cpus_allowed
5971                          */
5972                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5973                         goto again;
5974                 }
5975         }
5976 out_free_new_mask:
5977         free_cpumask_var(new_mask);
5978 out_free_cpus_allowed:
5979         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5980 out_put_task:
5981         put_task_struct(p);
5982         return retval;
5983 }
5984
5985 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5986                              struct cpumask *new_mask)
5987 {
5988         if (len < cpumask_size())
5989                 cpumask_clear(new_mask);
5990         else if (len > cpumask_size())
5991                 len = cpumask_size();
5992
5993         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5994 }
5995
5996 /**
5997  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5998  * @pid: pid of the process
5999  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6000  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
6001  *
6002  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6003  */
6004 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6005                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6006 {
6007         cpumask_var_t new_mask;
6008         int retval;
6009
6010         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6011                 return -ENOMEM;
6012
6013         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6014         if (retval == 0)
6015                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6016         free_cpumask_var(new_mask);
6017         return retval;
6018 }
6019
6020 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6021 {
6022         struct task_struct *p;
6023         unsigned long flags;
6024         int retval;
6025
6026         rcu_read_lock();
6027
6028         retval = -ESRCH;
6029         p = find_process_by_pid(pid);
6030         if (!p)
6031                 goto out_unlock;
6032
6033         retval = security_task_getscheduler(p);
6034         if (retval)
6035                 goto out_unlock;
6036
6037         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6038         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
6039         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6040
6041 out_unlock:
6042         rcu_read_unlock();
6043
6044         return retval;
6045 }
6046
6047 /**
6048  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
6049  * @pid: pid of the process
6050  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6051  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
6052  *
6053  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
6054  * error code otherwise.
6055  */
6056 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6057                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6058 {
6059         int ret;
6060         cpumask_var_t mask;
6061
6062         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
6063                 return -EINVAL;
6064         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
6065                 return -EINVAL;
6066
6067         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6068                 return -ENOMEM;
6069
6070         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6071         if (ret == 0) {
6072                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
6073
6074                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
6075                         ret = -EFAULT;
6076                 else
6077                         ret = retlen;
6078         }
6079         free_cpumask_var(mask);
6080
6081         return ret;
6082 }
6083
6084 /**
6085  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6086  *
6087  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6088  * other threads running on this CPU then this function will return.
6089  *
6090  * Return: 0.
6091  */
6092 static void do_sched_yield(void)
6093 {
6094         struct rq_flags rf;
6095         struct rq *rq;
6096
6097         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
6098
6099         schedstat_inc(rq->yld_count);
6100         current->sched_class->yield_task(rq);
6101
6102         /*
6103          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6104          * no need to preempt or enable interrupts:
6105          */
6106         preempt_disable();
6107         rq_unlock(rq, &rf);
6108         sched_preempt_enable_no_resched();
6109
6110         schedule();
6111 }
6112
6113 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6114 {
6115         do_sched_yield();
6116         return 0;
6117 }
6118
6119 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
6120 int __sched _cond_resched(void)
6121 {
6122         if (should_resched(0)) {
6123                 preempt_schedule_common();
6124                 return 1;
6125         }
6126         rcu_all_qs();
6127         return 0;
6128 }
6129 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6130 #endif
6131
6132 /*
6133  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6134  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6135  *
6136  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
6137  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6138  * spin_unlock(), once by hand).
6139  */
6140 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6141 {
6142         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
6143         int ret = 0;
6144
6145         lockdep_assert_held(lock);
6146
6147         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6148                 spin_unlock(lock);
6149                 if (resched)
6150                         preempt_schedule_common();
6151                 else
6152                         cpu_relax();
6153                 ret = 1;
6154                 spin_lock(lock);
6155         }
6156         return ret;
6157 }
6158 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6159
6160 /**
6161  * yield - yield the current processor to other threads.
6162  *
6163  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
6164  *
6165  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
6166  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
6167  * it, its already broken.
6168  *
6169  * Typical broken usage is:
6170  *
6171  * while (!event)
6172  *      yield();
6173  *
6174  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
6175  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
6176  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
6177  *
6178  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
6179  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
6180  * If you still want to use yield(), do not!
6181  */
6182 void __sched yield(void)
6183 {
6184         set_current_state(TASK_RUNNING);
6185         do_sched_yield();
6186 }
6187 EXPORT_SYMBOL(yield);
6188
6189 /**
6190  * yield_to - yield the current processor to another thread in
6191  * your thread group, or accelerate that thread toward the
6192  * processor it's on.
6193  * @p: target task
6194  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
6195  *
6196  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
6197  * can't go away on us before we can do any checks.
6198  *
6199  * Return:
6200  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
6201  *      false (0) if we failed to boost the target.
6202  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
6203  */
6204 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
6205 {
6206         struct task_struct *curr = current;
6207         struct rq *rq, *p_rq;
6208         unsigned long flags;
6209         int yielded = 0;
6210
6211         local_irq_save(flags);
6212         rq = this_rq();
6213
6214 again:
6215         p_rq = task_rq(p);
6216         /*
6217          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
6218          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
6219          */
6220         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
6221                 yielded = -ESRCH;
6222                 goto out_irq;
6223         }
6224
6225         double_rq_lock(rq, p_rq);
6226         if (task_rq(p) != p_rq) {
6227                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
6228                 goto again;
6229         }
6230
6231         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
6232                 goto out_unlock;
6233
6234         if (curr->sched_class != p->sched_class)
6235                 goto out_unlock;
6236
6237         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
6238                 goto out_unlock;
6239
6240         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
6241         if (yielded) {
6242                 schedstat_inc(rq->yld_count);
6243                 /*
6244                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
6245                  * fairness.
6246                  */
6247                 if (preempt && rq != p_rq)
6248                         resched_curr(p_rq);
6249         }
6250
6251 out_unlock:
6252         double_rq_unlock(rq, p_rq);
6253 out_irq:
6254         local_irq_restore(flags);
6255
6256         if (yielded > 0)
6257                 schedule();
6258
6259         return yielded;
6260 }
6261 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
6262
6263 int io_schedule_prepare(void)
6264 {
6265         int old_iowait = current->in_iowait;
6266
6267         current->in_iowait = 1;
6268         blk_schedule_flush_plug(current);
6269
6270         return old_iowait;
6271 }
6272
6273 void io_schedule_finish(int token)
6274 {
6275         current->in_iowait = token;
6276 }
6277
6278 /*
6279  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6280  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6281  */
6282 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6283 {
6284         int token;
6285         long ret;
6286
6287         token = io_schedule_prepare();
6288         ret = schedule_timeout(timeout);
6289         io_schedule_finish(token);
6290
6291         return ret;
6292 }
6293 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
6294
6295 void __sched io_schedule(void)
6296 {
6297         int token;
6298
6299         token = io_schedule_prepare();
6300         schedule();
6301         io_schedule_finish(token);
6302 }
6303 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6304
6305 /**
6306  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6307  * @policy: scheduling class.
6308  *
6309  * Return: On success, this syscall returns the maximum
6310  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
6311  * On failure, a negative error code is returned.
6312  */
6313 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6314 {
6315         int ret = -EINVAL;
6316
6317         switch (policy) {
6318         case SCHED_FIFO:
6319         case SCHED_RR:
6320                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6321                 break;
6322         case SCHED_DEADLINE:
6323         case SCHED_NORMAL:
6324         case SCHED_BATCH:
6325         case SCHED_IDLE:
6326                 ret = 0;
6327                 break;
6328         }
6329         return ret;
6330 }
6331
6332 /**
6333  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6334  * @policy: scheduling class.
6335  *
6336  * Return: On success, this syscall returns the minimum
6337  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
6338  * On failure, a negative error code is returned.
6339  */
6340 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6341 {
6342         int ret = -EINVAL;
6343
6344         switch (policy) {
6345         case SCHED_FIFO:
6346         case SCHED_RR:
6347                 ret = 1;
6348                 break;
6349         case SCHED_DEADLINE:
6350         case SCHED_NORMAL:
6351         case SCHED_BATCH:
6352         case SCHED_IDLE:
6353                 ret = 0;
6354         }
6355         return ret;
6356 }
6357
6358 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
6359 {
6360         struct task_struct *p;
6361         unsigned int time_slice;
6362         struct rq_flags rf;
6363         struct rq *rq;
6364         int retval;
6365
6366         if (pid < 0)
6367                 return -EINVAL;
6368
6369         retval = -ESRCH;
6370         rcu_read_lock();
6371         p = find_process_by_pid(pid);
6372         if (!p)
6373                 goto out_unlock;
6374
6375         retval = security_task_getscheduler(p);
6376         if (retval)
6377                 goto out_unlock;
6378
6379         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6380         time_slice = 0;
6381         if (p->sched_class->get_rr_interval)
6382                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6383         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6384
6385         rcu_read_unlock();
6386         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
6387         return 0;
6388
6389 out_unlock:
6390         rcu_read_unlock();
6391         return retval;
6392 }
6393
6394 /**
6395  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6396  * @pid: pid of the process.
6397  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6398  *
6399  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6400  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6401  *
6402  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
6403  * an error code.
6404  */
6405 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6406                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
6407 {
6408         struct timespec64 t;
6409         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6410
6411         if (retval == 0)
6412                 retval = put_timespec64(&t, interval);
6413
6414         return retval;
6415 }
6416
6417 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
6418 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
6419                 struct old_timespec32 __user *, interval)
6420 {
6421         struct timespec64 t;
6422         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6423
6424         if (retval == 0)
6425                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
6426         return retval;
6427 }
6428 #endif
6429
6430 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6431 {
6432         unsigned long free = 0;
6433         int ppid;
6434
6435         if (!try_get_task_stack(p))
6436                 return;
6437
6438         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
6439
6440         if (p->state == TASK_RUNNING)
6441                 pr_cont("  running task    ");
6442 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6443         free = stack_not_used(p);
6444 #endif
6445         ppid = 0;
6446         rcu_read_lock();
6447         if (pid_alive(p))
6448                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
6449         rcu_read_unlock();
6450         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
6451                 free, task_pid_nr(p), ppid,
6452                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6453
6454         print_worker_info(KERN_INFO, p);
6455         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
6456         put_task_stack(p);
6457 }
6458 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
6459
6460 static inline bool
6461 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
6462 {
6463         /* no filter, everything matches */
6464         if (!state_filter)
6465                 return true;
6466
6467         /* filter, but doesn't match */
6468         if (!(p->state & state_filter))
6469                 return false;
6470
6471         /*
6472          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
6473          * TASK_KILLABLE).
6474          */
6475         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
6476                 return false;
6477
6478         return true;
6479 }
6480
6481
6482 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6483 {
6484         struct task_struct *g, *p;
6485
6486         rcu_read_lock();
6487         for_each_process_thread(g, p) {
6488                 /*
6489                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6490                  * console might take a lot of time:
6491                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6492                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6493                  * an IPI.
6494                  */
6495                 touch_nmi_watchdog();
6496                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6497                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6498                         sched_show_task(p);
6499         }
6500
6501 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6502         if (!state_filter)
6503                 sysrq_sched_debug_show();
6504 #endif
6505         rcu_read_unlock();
6506         /*
6507          * Only show locks if all tasks are dumped:
6508          */
6509         if (!state_filter)
6510                 debug_show_all_locks();
6511 }
6512
6513 /**
6514  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6515  * @idle: task in question
6516  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6517  *
6518  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6519  * flag, to make booting more robust.
6520  */
6521 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6522 {
6523         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6524         unsigned long flags;
6525
6526         __sched_fork(0, idle);
6527
6528         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6529         raw_spin_lock(&rq->lock);
6530
6531         idle->state = TASK_RUNNING;
6532         idle->se.exec_start = sched_clock();
6533         idle->flags |= PF_IDLE;
6534
6535         scs_task_reset(idle);
6536         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6537
6538 #ifdef CONFIG_SMP
6539         /*
6540          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6541          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6542          *
6543          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6544          */
6545         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6546 #endif
6547         /*
6548          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6549          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6550          * lockdep check in task_group() will fail.
6551          *
6552          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6553          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6554          *
6555          * Silence PROVE_RCU
6556          */
6557         rcu_read_lock();
6558         __set_task_cpu(idle, cpu);
6559         rcu_read_unlock();
6560
6561         rq->idle = idle;
6562         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6563         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6564 #ifdef CONFIG_SMP
6565         idle->on_cpu = 1;
6566 #endif
6567         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6568         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6569
6570         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6571         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6572
6573         /*
6574          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6575          */
6576         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6577         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6578         vtime_init_idle(idle, cpu);
6579 #ifdef CONFIG_SMP
6580         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6581 #endif
6582 }
6583
6584 #ifdef CONFIG_SMP
6585
6586 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6587                               const struct cpumask *trial)
6588 {
6589         int ret = 1;
6590
6591         if (!cpumask_weight(cur))
6592                 return ret;
6593
6594         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6595
6596         return ret;
6597 }
6598
6599 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6600                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6601 {
6602         int ret = 0;
6603
6604         /*
6605          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6606          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6607          * affinity and isolating such threads by their set of
6608          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6609          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6610          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6611          * before cpus_mask may be changed.
6612          */
6613         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6614                 ret = -EINVAL;
6615                 goto out;
6616         }
6617
6618         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6619                                               cs_cpus_allowed))
6620                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6621
6622 out:
6623         return ret;
6624 }
6625
6626 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6627
6628 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6629 /* Migrate current task p to target_cpu */
6630 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6631 {
6632         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6633         int curr_cpu = task_cpu(p);
6634
6635         if (curr_cpu == target_cpu)
6636                 return 0;
6637
6638         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6639                 return -EINVAL;
6640
6641         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6642
6643         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6644         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6645 }
6646
6647 /*
6648  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6649  * tasks on the runqueues
6650  */
6651 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6652 {
6653         bool queued, running;
6654         struct rq_flags rf;
6655         struct rq *rq;
6656
6657         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6658         queued = task_on_rq_queued(p);
6659         running = task_current(rq, p);
6660
6661         if (queued)
6662                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6663         if (running)
6664                 put_prev_task(rq, p);
6665
6666         p->numa_preferred_nid = nid;
6667
6668         if (queued)
6669                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6670         if (running)
6671                 set_next_task(rq, p);
6672         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6673 }
6674 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6675
6676 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6677 /*
6678  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6679  * offline.
6680  */
6681 void idle_task_exit(void)
6682 {
6683         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6684
6685         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6686         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
6687
6688         if (mm != &init_mm) {
6689                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6690                 finish_arch_post_lock_switch();
6691         }
6692
6693         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
6694 }
6695
6696 /*
6697  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6698  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6699  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6700  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6701  * calculation.
6702  *
6703  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6704  */
6705 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6706 {
6707         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6708         if (delta)
6709                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6710 }
6711
6712 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6713 {
6714         const struct sched_class *class;
6715         struct task_struct *next;
6716
6717         for_each_class(class) {
6718                 next = class->pick_next_task(rq);
6719                 if (next) {
6720                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6721                         return next;
6722                 }
6723         }
6724
6725         /* The idle class should always have a runnable task */
6726         BUG();
6727 }
6728
6729 /*
6730  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6731  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6732  *
6733  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6734  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6735  * because of lock validation efforts.
6736  */
6737 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6738 {
6739         struct rq *rq = dead_rq;
6740         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6741         struct rq_flags orf = *rf;
6742         int dest_cpu;
6743
6744         /*
6745          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6746          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6747          *
6748          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6749          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6750          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6751          * done here.
6752          */
6753         rq->stop = NULL;
6754
6755         /*
6756          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6757          * class method both need to have an up-to-date
6758          * value of rq->clock[_task]
6759          */
6760         update_rq_clock(rq);
6761
6762         for (;;) {
6763                 /*
6764                  * There's this thread running, bail when that's the only
6765                  * remaining thread:
6766                  */
6767                 if (rq->nr_running == 1)
6768                         break;
6769
6770                 next = __pick_migrate_task(rq);
6771
6772                 /*
6773                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6774                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6775                  * stabilizes the mask.
6776                  *
6777                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6778                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6779                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6780                  */
6781                 rq_unlock(rq, rf);
6782                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6783                 rq_relock(rq, rf);
6784
6785                 /*
6786                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6787                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6788                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6789                  */
6790                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6791                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6792                         continue;
6793                 }
6794
6795                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6796                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6797                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6798                 if (rq != dead_rq) {
6799                         rq_unlock(rq, rf);
6800                         rq = dead_rq;
6801                         *rf = orf;
6802                         rq_relock(rq, rf);
6803                 }
6804                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6805         }
6806
6807         rq->stop = stop;
6808 }
6809 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6810
6811 void set_rq_online(struct rq *rq)
6812 {
6813         if (!rq->online) {
6814                 const struct sched_class *class;
6815
6816                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6817                 rq->online = 1;
6818
6819                 for_each_class(class) {
6820                         if (class->rq_online)
6821                                 class->rq_online(rq);
6822                 }
6823         }
6824 }
6825
6826 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6827 {
6828         if (rq->online) {
6829                 const struct sched_class *class;
6830
6831                 for_each_class(class) {
6832                         if (class->rq_offline)
6833                                 class->rq_offline(rq);
6834                 }
6835
6836                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6837                 rq->online = 0;
6838         }
6839 }
6840
6841 /*
6842  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6843  */
6844 static int num_cpus_frozen;
6845
6846 /*
6847  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6848  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6849  * around partition_sched_domains().
6850  *
6851  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6852  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6853  */
6854 static void cpuset_cpu_active(void)
6855 {
6856         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6857                 /*
6858                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6859                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6860                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6861                  * domain, ignoring cpusets.
6862                  */
6863                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6864                 if (--num_cpus_frozen)
6865                         return;
6866                 /*
6867                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6868                  * restore the original sched domains by considering the
6869                  * cpuset configurations.
6870                  */
6871                 cpuset_force_rebuild();
6872         }
6873         cpuset_update_active_cpus();
6874 }
6875
6876 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6877 {
6878         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6879                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6880                         return -EBUSY;
6881                 cpuset_update_active_cpus();
6882         } else {
6883                 num_cpus_frozen++;
6884                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6885         }
6886         return 0;
6887 }
6888
6889 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6890 {
6891         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6892         struct rq_flags rf;
6893
6894 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6895         /*
6896          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6897          */
6898         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6899                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6900 #endif
6901         set_cpu_active(cpu, true);
6902
6903         if (sched_smp_initialized) {
6904                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6905                 cpuset_cpu_active();
6906         }
6907
6908         /*
6909          * Put the rq online, if not already. This happens:
6910          *
6911          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6912          *    after all CPUs have been brought up.
6913          *
6914          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6915          *    domains.
6916          */
6917         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6918         if (rq->rd) {
6919                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6920                 set_rq_online(rq);
6921         }
6922         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6923
6924         return 0;
6925 }
6926
6927 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6928 {
6929         int ret;
6930
6931         set_cpu_active(cpu, false);
6932         /*
6933          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6934          * users of this state to go away such that all new such users will
6935          * observe it.
6936          *
6937          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6938          */
6939         synchronize_rcu();
6940
6941 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6942         /*
6943          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6944          */
6945         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6946                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6947 #endif
6948
6949         if (!sched_smp_initialized)
6950                 return 0;
6951
6952         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6953         if (ret) {
6954                 set_cpu_active(cpu, true);
6955                 return ret;
6956         }
6957         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6958         return 0;
6959 }
6960
6961 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6962 {
6963         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6964
6965         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6966         update_max_interval();
6967 }
6968
6969 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6970 {
6971         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6972         sched_tick_start(cpu);
6973         return 0;
6974 }
6975
6976 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6977 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6978 {
6979         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6980         struct rq_flags rf;
6981
6982         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6983         sched_tick_stop(cpu);
6984
6985         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6986         if (rq->rd) {
6987                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6988                 set_rq_offline(rq);
6989         }
6990         migrate_tasks(rq, &rf);
6991         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6992         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6993
6994         calc_load_migrate(rq);
6995         update_max_interval();
6996         nohz_balance_exit_idle(rq);
6997         hrtick_clear(rq);
6998         return 0;
6999 }
7000 #endif
7001
7002 void __init sched_init_smp(void)
7003 {
7004         sched_init_numa();
7005
7006         /*
7007          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7008          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7009          * happen.
7010          */
7011         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7012         sched_init_domains(cpu_active_mask);
7013         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7014
7015         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7016         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
7017                 BUG();
7018         sched_init_granularity();
7019
7020         init_sched_rt_class();
7021         init_sched_dl_class();
7022
7023         sched_smp_initialized = true;
7024 }
7025
7026 static int __init migration_init(void)
7027 {
7028         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
7029         return 0;
7030 }
7031 early_initcall(migration_init);
7032
7033 #else
7034 void __init sched_init_smp(void)
7035 {
7036         sched_init_granularity();
7037 }
7038 #endif /* CONFIG_SMP */
7039
7040 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7041 {
7042         return in_lock_functions(addr) ||
7043                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7044                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7045 }
7046
7047 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7048 /*
7049  * Default task group.
7050  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7051  */
7052 struct task_group root_task_group;
7053 LIST_HEAD(task_groups);
7054
7055 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7056 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7057 #endif
7058
7059 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7060 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
7061
7062 void __init sched_init(void)
7063 {
7064         unsigned long ptr = 0;
7065         int i;
7066
7067         /* Make sure the linker didn't screw up */
7068         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
7069                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
7070                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
7071 #ifdef CONFIG_SMP
7072         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
7073 #endif
7074
7075         wait_bit_init();
7076
7077 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7078         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7079 #endif
7080 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7081         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7082 #endif
7083         if (ptr) {
7084                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
7085
7086 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7087                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7088                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7089
7090                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7091                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7092
7093                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7094                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7095 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7096 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7097                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7098                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7099
7100                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7101                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7102
7103 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7104         }
7105 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7106         for_each_possible_cpu(i) {
7107                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7108                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7109                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7110                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7111         }
7112 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7113
7114         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
7115         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
7116
7117 #ifdef CONFIG_SMP
7118         init_defrootdomain();
7119 #endif
7120
7121 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7122         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7123                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7124 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7125
7126 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7127         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7128
7129         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7130         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7131         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7132         autogroup_init(&init_task);
7133 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7134
7135         for_each_possible_cpu(i) {
7136                 struct rq *rq;
7137
7138                 rq = cpu_rq(i);
7139                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7140                 rq->nr_running = 0;
7141                 rq->calc_load_active = 0;
7142                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7143                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7144                 init_rt_rq(&rq->rt);
7145                 init_dl_rq(&rq->dl);
7146 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7147                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7148                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
7149                 /*
7150                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
7151                  *
7152                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7153                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
7154                  * system CPU resource is divided among the tasks of
7155                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7156                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7157                  * (se->load.weight).
7158                  *
7159                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7160                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7161                  * then A0's share of the CPU resource is:
7162                  *
7163                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7164                  *
7165                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7166                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7167                  */
7168                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7169 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7170
7171                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7172 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7173                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7174 #endif
7175 #ifdef CONFIG_SMP
7176                 rq->sd = NULL;
7177                 rq->rd = NULL;
7178                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7179                 rq->balance_callback = NULL;
7180                 rq->active_balance = 0;
7181                 rq->next_balance = jiffies;
7182                 rq->push_cpu = 0;
7183                 rq->cpu = i;
7184                 rq->online = 0;
7185                 rq->idle_stamp = 0;
7186                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7187                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7188
7189                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7190
7191                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7192 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7193                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7194                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
7195
7196                 rq_csd_init(rq, &rq->nohz_csd, nohz_csd_func);
7197 #endif
7198 #endif /* CONFIG_SMP */
7199                 hrtick_rq_init(rq);
7200                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7201         }
7202
7203         set_load_weight(&init_task, false);
7204
7205         /*
7206          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7207          */
7208         mmgrab(&init_mm);
7209         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7210
7211         /*
7212          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7213          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7214          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7215          * when this runqueue becomes "idle".
7216          */
7217         init_idle(current, smp_processor_id());
7218
7219         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7220
7221 #ifdef CONFIG_SMP
7222         idle_thread_set_boot_cpu();
7223 #endif
7224         init_sched_fair_class();
7225
7226         init_schedstats();
7227
7228         psi_init();
7229
7230         init_uclamp();
7231
7232         scheduler_running = 1;
7233 }
7234
7235 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7236 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7237 {
7238         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7239
7240         return (nested == preempt_offset);
7241 }
7242
7243 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7244 {
7245         /*
7246          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7247          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7248          * otherwise we will destroy state.
7249          */
7250         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7251                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7252                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7253                         current->state,
7254                         (void *)current->task_state_change,
7255                         (void *)current->task_state_change);
7256
7257         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7258 }
7259 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7260
7261 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7262 {
7263         /* Ratelimiting timestamp: */
7264         static unsigned long prev_jiffy;
7265
7266         unsigned long preempt_disable_ip;
7267
7268         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
7269         rcu_sleep_check();
7270
7271         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7272              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
7273             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
7274             oops_in_progress)
7275                 return;
7276
7277         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7278                 return;
7279         prev_jiffy = jiffies;
7280
7281         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
7282         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7283
7284         printk(KERN_ERR
7285                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7286                         file, line);
7287         printk(KERN_ERR
7288                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
7289                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
7290                         current->pid, current->comm);
7291
7292         if (task_stack_end_corrupted(current))
7293                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7294
7295         debug_show_held_locks(current);
7296         if (irqs_disabled())
7297                 print_irqtrace_events(current);
7298         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7299             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7300                 pr_err("Preemption disabled at:");
7301                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
7302         }
7303         dump_stack();
7304         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7305 }
7306 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7307
7308 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7309 {
7310         static unsigned long prev_jiffy;
7311
7312         if (irqs_disabled())
7313                 return;
7314
7315         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
7316                 return;
7317
7318         if (preempt_count() > preempt_offset)
7319                 return;
7320
7321         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7322                 return;
7323         prev_jiffy = jiffies;
7324
7325         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
7326         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7327                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7328                         current->pid, current->comm);
7329
7330         debug_show_held_locks(current);
7331         dump_stack();
7332         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7333 }
7334 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
7335 #endif
7336
7337 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7338 void normalize_rt_tasks(void)
7339 {
7340         struct task_struct *g, *p;
7341         struct sched_attr attr = {
7342                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7343         };
7344
7345         read_lock(&tasklist_lock);
7346         for_each_process_thread(g, p) {
7347                 /*
7348                  * Only normalize user tasks:
7349                  */
7350                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7351                         continue;
7352
7353                 p->se.exec_start = 0;
7354                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7355                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7356                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7357
7358                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7359                         /*
7360                          * Renice negative nice level userspace
7361                          * tasks back to 0:
7362                          */
7363                         if (task_nice(p) < 0)
7364                                 set_user_nice(p, 0);
7365                         continue;
7366                 }
7367
7368                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7369         }
7370         read_unlock(&tasklist_lock);
7371 }
7372
7373 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7374
7375 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7376 /*
7377  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7378  *
7379  * They can only be called when the whole system has been
7380  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7381  * activity can take place. Using them for anything else would
7382  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7383  * under any other configuration.
7384  */
7385
7386 /**
7387  * curr_task - return the current task for a given CPU.
7388  * @cpu: the processor in question.
7389  *
7390  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7391  *
7392  * Return: The current task for @cpu.
7393  */
7394 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7395 {
7396         return cpu_curr(cpu);
7397 }
7398
7399 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7400
7401 #ifdef CONFIG_IA64
7402 /**
7403  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
7404  * @cpu: the processor in question.
7405  * @p: the task pointer to set.
7406  *
7407  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7408  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7409  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
7410  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7411  * and caller must save the original value of the current task (see
7412  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7413  * re-starting the system.
7414  *
7415  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7416  */
7417 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7418 {
7419         cpu_curr(cpu) = p;
7420 }
7421
7422 #endif
7423
7424 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7425 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7426 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7427
7428 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
7429                                             struct task_group *parent)
7430 {
7431 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7432         enum uclamp_id clamp_id;
7433
7434         for_each_clamp_id(clamp_id) {
7435                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
7436                               uclamp_none(clamp_id), false);
7437                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
7438         }
7439 #endif
7440 }
7441
7442 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7443 {
7444         free_fair_sched_group(tg);
7445         free_rt_sched_group(tg);
7446         autogroup_free(tg);
7447         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7448 }
7449
7450 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7451 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7452 {
7453         struct task_group *tg;
7454
7455         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7456         if (!tg)
7457                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7458
7459         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7460                 goto err;
7461
7462         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7463                 goto err;
7464
7465         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
7466
7467         return tg;
7468
7469 err:
7470         sched_free_group(tg);
7471         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7472 }
7473
7474 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7475 {
7476         unsigned long flags;
7477
7478         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7479         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7480
7481         /* Root should already exist: */
7482         WARN_ON(!parent);
7483
7484         tg->parent = parent;
7485         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7486         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7487         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7488
7489         online_fair_sched_group(tg);
7490 }
7491
7492 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7493 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7494 {
7495         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7496         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7497 }
7498
7499 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7500 {
7501         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7502         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7503 }
7504
7505 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7506 {
7507         unsigned long flags;
7508
7509         /* End participation in shares distribution: */
7510         unregister_fair_sched_group(tg);
7511
7512         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7513         list_del_rcu(&tg->list);
7514         list_del_rcu(&tg->siblings);
7515         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7516 }
7517
7518 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7519 {
7520         struct task_group *tg;
7521
7522         /*
7523          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7524          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7525          * to prevent lockdep warnings.
7526          */
7527         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7528                           struct task_group, css);
7529         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7530         tsk->sched_task_group = tg;
7531
7532 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7533         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7534                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7535         else
7536 #endif
7537                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7538 }
7539
7540 /*
7541  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7542  *
7543  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7544  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7545  * its new group.
7546  */
7547 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7548 {
7549         int queued, running, queue_flags =
7550                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7551         struct rq_flags rf;
7552         struct rq *rq;
7553
7554         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7555         update_rq_clock(rq);
7556
7557         running = task_current(rq, tsk);
7558         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7559
7560         if (queued)
7561                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7562         if (running)
7563                 put_prev_task(rq, tsk);
7564
7565         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7566
7567         if (queued)
7568                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7569         if (running) {
7570                 set_next_task(rq, tsk);
7571                 /*
7572                  * After changing group, the running task may have joined a
7573                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7574                  * resched to make sure that task can still run.
7575                  */
7576                 resched_curr(rq);
7577         }
7578
7579         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7580 }
7581
7582 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7583 {
7584         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7585 }
7586
7587 static struct cgroup_subsys_state *
7588 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7589 {
7590         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7591         struct task_group *tg;
7592
7593         if (!parent) {
7594                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7595                 return &root_task_group.css;
7596         }
7597
7598         tg = sched_create_group(parent);
7599         if (IS_ERR(tg))
7600                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7601
7602         return &tg->css;
7603 }
7604
7605 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7606 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7607 {
7608         struct task_group *tg = css_tg(css);
7609         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7610
7611         if (parent)
7612                 sched_online_group(tg, parent);
7613
7614 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7615         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7616         cpu_util_update_eff(css);
7617 #endif
7618
7619         return 0;
7620 }
7621
7622 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7623 {
7624         struct task_group *tg = css_tg(css);
7625
7626         sched_offline_group(tg);
7627 }
7628
7629 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7630 {
7631         struct task_group *tg = css_tg(css);
7632
7633         /*
7634          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7635          */
7636         sched_free_group(tg);
7637 }
7638
7639 /*
7640  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7641  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7642  */
7643 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7644 {
7645         struct rq_flags rf;
7646         struct rq *rq;
7647
7648         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7649
7650         update_rq_clock(rq);
7651         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7652
7653         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7654 }
7655
7656 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7657 {
7658         struct task_struct *task;
7659         struct cgroup_subsys_state *css;
7660         int ret = 0;
7661
7662         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7663 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7664                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7665                         return -EINVAL;
7666 #endif
7667                 /*
7668                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7669                  * running, we're sure to observe its full state.
7670                  */
7671                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7672                 /*
7673                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7674                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7675                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7676                  */
7677                 if (task->state == TASK_NEW)
7678                         ret = -EINVAL;
7679                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7680
7681                 if (ret)
7682                         break;
7683         }
7684         return ret;
7685 }
7686
7687 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7688 {
7689         struct task_struct *task;
7690         struct cgroup_subsys_state *css;
7691
7692         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7693                 sched_move_task(task);
7694 }
7695
7696 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7697 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7698 {
7699         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7700         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7701         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7702         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7703         enum uclamp_id clamp_id;
7704         unsigned int clamps;
7705
7706         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7707                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7708                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7709
7710                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7711                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7712                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7713                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7714                         if (uc_parent &&
7715                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7716                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7717                         }
7718                 }
7719                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7720                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7721
7722                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7723                 clamps = 0x0;
7724                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7725                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7726                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7727                                 continue;
7728                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7729                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7730                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7731                 }
7732                 if (!clamps) {
7733                         css = css_rightmost_descendant(css);
7734                         continue;
7735                 }
7736
7737                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7738                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7739         }
7740 }
7741
7742 /*
7743  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7744  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7745  * character constant, use two levels of macros.
7746  */
7747 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7748 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7749
7750 struct uclamp_request {
7751 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7752 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7753         s64 percent;
7754         u64 util;
7755         int ret;
7756 };
7757
7758 static inline struct uclamp_request
7759 capacity_from_percent(char *buf)
7760 {
7761         struct uclamp_request req = {
7762                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7763                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7764                 .ret = 0,
7765         };
7766
7767         buf = strim(buf);
7768         if (strcmp(buf, "max")) {
7769                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7770                                              &req.percent);
7771                 if (req.ret)
7772                         return req;
7773                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7774                         req.ret = -ERANGE;
7775                         return req;
7776                 }
7777
7778                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7779                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7780         }
7781
7782         return req;
7783 }
7784
7785 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7786                                 size_t nbytes, loff_t off,
7787                                 enum uclamp_id clamp_id)
7788 {
7789         struct uclamp_request req;
7790         struct task_group *tg;
7791
7792         req = capacity_from_percent(buf);
7793         if (req.ret)
7794                 return req.ret;
7795
7796         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
7797
7798         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7799         rcu_read_lock();
7800
7801         tg = css_tg(of_css(of));
7802         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7803                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7804
7805         /*
7806          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7807          * exact requested value
7808          */
7809         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7810
7811         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7812         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7813
7814         rcu_read_unlock();
7815         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7816
7817         return nbytes;
7818 }
7819
7820 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7821                                     char *buf, size_t nbytes,
7822                                     loff_t off)
7823 {
7824         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7825 }
7826
7827 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7828                                     char *buf, size_t nbytes,
7829                                     loff_t off)
7830 {
7831         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7832 }
7833
7834 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7835                                     enum uclamp_id clamp_id)
7836 {
7837         struct task_group *tg;
7838         u64 util_clamp;
7839         u64 percent;
7840         u32 rem;
7841
7842         rcu_read_lock();
7843         tg = css_tg(seq_css(sf));
7844         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7845         rcu_read_unlock();
7846
7847         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7848                 seq_puts(sf, "max\n");
7849                 return;
7850         }
7851
7852         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7853         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7854         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7855 }
7856
7857 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7858 {
7859         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7860         return 0;
7861 }
7862
7863 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7864 {
7865         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7866         return 0;
7867 }
7868 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7869
7870 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7871 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7872                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7873 {
7874         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7875                 shareval = MAX_SHARES;
7876         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7877 }
7878
7879 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7880                                struct cftype *cft)
7881 {
7882         struct task_group *tg = css_tg(css);
7883
7884         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7885 }
7886
7887 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7888 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7889
7890 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7891 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7892 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
7893 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
7894
7895 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7896
7897 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7898 {
7899         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7900         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7901
7902         if (tg == &root_task_group)
7903                 return -EINVAL;
7904
7905         /*
7906          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7907          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7908          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7909          */
7910         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7911                 return -EINVAL;
7912
7913         /*
7914          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7915          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7916          * feasibility.
7917          */
7918         if (period > max_cfs_quota_period)
7919                 return -EINVAL;
7920
7921         /*
7922          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
7923          */
7924         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
7925                 return -EINVAL;
7926
7927         /*
7928          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7929          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7930          */
7931         get_online_cpus();
7932         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7933         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7934         if (ret)
7935                 goto out_unlock;
7936
7937         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7938         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7939         /*
7940          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7941          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7942          */
7943         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7944                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7945         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7946         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7947         cfs_b->quota = quota;
7948
7949         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7950
7951         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7952         if (runtime_enabled)
7953                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7954
7955         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7956
7957         for_each_online_cpu(i) {
7958                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7959                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7960                 struct rq_flags rf;
7961
7962                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7963                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7964                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7965
7966                 if (cfs_rq->throttled)
7967                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7968                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7969         }
7970         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7971                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7972 out_unlock:
7973         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7974         put_online_cpus();
7975
7976         return ret;
7977 }
7978
7979 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7980 {
7981         u64 quota, period;
7982
7983         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7984         if (cfs_quota_us < 0)
7985                 quota = RUNTIME_INF;
7986         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7987                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7988         else
7989                 return -EINVAL;
7990
7991         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7992 }
7993
7994 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7995 {
7996         u64 quota_us;
7997
7998         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7999                 return -1;
8000
8001         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8002         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8003
8004         return quota_us;
8005 }
8006
8007 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8008 {
8009         u64 quota, period;
8010
8011         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
8012                 return -EINVAL;
8013
8014         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8015         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8016
8017         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8018 }
8019
8020 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8021 {
8022         u64 cfs_period_us;
8023
8024         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8025         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8026
8027         return cfs_period_us;
8028 }
8029
8030 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8031                                   struct cftype *cft)
8032 {
8033         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8034 }
8035
8036 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8037                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8038 {
8039         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8040 }
8041
8042 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8043                                    struct cftype *cft)
8044 {
8045         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8046 }
8047
8048 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8049                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8050 {
8051         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8052 }
8053
8054 struct cfs_schedulable_data {
8055         struct task_group *tg;
8056         u64 period, quota;
8057 };
8058
8059 /*
8060  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8061  * note: units are usecs
8062  */
8063 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8064                                struct cfs_schedulable_data *d)
8065 {
8066         u64 quota, period;
8067
8068         if (tg == d->tg) {
8069                 period = d->period;
8070                 quota = d->quota;
8071         } else {
8072                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8073                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8074         }
8075
8076         /* note: these should typically be equivalent */
8077         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8078                 return RUNTIME_INF;
8079
8080         return to_ratio(period, quota);
8081 }
8082
8083 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8084 {
8085         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8086         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8087         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8088
8089         if (!tg->parent) {
8090                 quota = RUNTIME_INF;
8091         } else {
8092                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8093
8094                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8095                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8096
8097                 /*
8098                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
8099                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
8100                  * limit is set:
8101                  */
8102                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
8103                         quota = min(quota, parent_quota);
8104                 } else {
8105                         if (quota == RUNTIME_INF)
8106                                 quota = parent_quota;
8107                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8108                                 return -EINVAL;
8109                 }
8110         }
8111         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8112
8113         return 0;
8114 }
8115
8116 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8117 {
8118         int ret;
8119         struct cfs_schedulable_data data = {
8120                 .tg = tg,
8121                 .period = period,
8122                 .quota = quota,
8123         };
8124
8125         if (quota != RUNTIME_INF) {
8126                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8127                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8128         }
8129
8130         rcu_read_lock();
8131         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8132         rcu_read_unlock();
8133
8134         return ret;
8135 }
8136
8137 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
8138 {
8139         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8140         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8141
8142         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8143         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8144         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8145
8146         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
8147                 u64 ws = 0;
8148                 int i;
8149
8150                 for_each_possible_cpu(i)
8151                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
8152
8153                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
8154         }
8155
8156         return 0;
8157 }
8158 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8159 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8160
8161 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8162 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8163                                 struct cftype *cft, s64 val)
8164 {
8165         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8166 }
8167
8168 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8169                                struct cftype *cft)
8170 {
8171         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8172 }
8173
8174 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8175                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8176 {
8177         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8178 }
8179
8180 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8181                                    struct cftype *cft)
8182 {
8183         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8184 }
8185 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8186
8187 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
8188 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8189         {
8190                 .name = "shares",
8191                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8192                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8193         },
8194 #endif
8195 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8196         {
8197                 .name = "cfs_quota_us",
8198                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8199                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8200         },
8201         {
8202                 .name = "cfs_period_us",
8203                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8204                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8205         },
8206         {
8207                 .name = "stat",
8208                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
8209         },
8210 #endif
8211 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8212         {
8213                 .name = "rt_runtime_us",
8214                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8215                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8216         },
8217         {
8218                 .name = "rt_period_us",
8219                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8220                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8221         },
8222 #endif
8223 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8224         {
8225                 .name = "uclamp.min",
8226                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8227                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
8228                 .write = cpu_uclamp_min_write,
8229         },
8230         {
8231                 .name = "uclamp.max",
8232                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8233                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
8234                 .write = cpu_uclamp_max_write,
8235         },
8236 #endif
8237         { }     /* Terminate */
8238 };
8239
8240 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
8241                                struct cgroup_subsys_state *css)
8242 {
8243 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8244         {
8245                 struct task_group *tg = css_tg(css);
8246                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8247                 u64 throttled_usec;
8248
8249                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
8250                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
8251
8252                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
8253                            "nr_throttled %d\n"
8254                            "throttled_usec %llu\n",
8255                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
8256                            throttled_usec);
8257         }
8258 #endif
8259         return 0;
8260 }
8261
8262 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8263 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8264                                struct cftype *cft)
8265 {
8266         struct task_group *tg = css_tg(css);
8267         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
8268
8269         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
8270 }
8271
8272 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8273                                 struct cftype *cft, u64 weight)
8274 {
8275         /*
8276          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
8277          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
8278          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
8279          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
8280          * the original value over the entire range.
8281          */
8282         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
8283                 return -ERANGE;
8284
8285         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
8286
8287         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
8288 }
8289
8290 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8291                                     struct cftype *cft)
8292 {
8293         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
8294         int last_delta = INT_MAX;
8295         int prio, delta;
8296
8297         /* find the closest nice value to the current weight */
8298         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
8299                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
8300                 if (delta >= last_delta)
8301                         break;
8302                 last_delta = delta;
8303         }
8304
8305         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
8306 }
8307
8308 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8309                                      struct cftype *cft, s64 nice)
8310 {
8311         unsigned long weight;
8312         int idx;
8313
8314         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
8315                 return -ERANGE;
8316
8317         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
8318         idx = array_index_nospec(idx, 40);
8319         weight = sched_prio_to_weight[idx];
8320
8321         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
8322 }
8323 #endif
8324
8325 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
8326                                                   long period, long quota)
8327 {
8328         if (quota < 0)
8329                 seq_puts(sf, "max");
8330         else
8331                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
8332
8333         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
8334 }
8335
8336 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
8337 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
8338                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
8339 {
8340         char tok[21];   /* U64_MAX */
8341
8342         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
8343                 return -EINVAL;
8344
8345         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
8346
8347         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
8348                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
8349         else if (!strcmp(tok, "max"))
8350                 *quotap = RUNTIME_INF;
8351         else
8352                 return -EINVAL;
8353
8354         return 0;
8355 }
8356
8357 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8358 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
8359 {
8360         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8361
8362         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
8363         return 0;
8364 }
8365
8366 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8367                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8368 {
8369         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
8370         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
8371         u64 quota;
8372         int ret;
8373
8374         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
8375         if (!ret)
8376                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8377         return ret ?: nbytes;
8378 }
8379 #endif
8380
8381 static struct cftype cpu_files[] = {
8382 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8383         {
8384                 .name = "weight",
8385                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8386                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
8387                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
8388         },
8389         {
8390                 .name = "weight.nice",
8391                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8392                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
8393                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
8394         },
8395 #endif
8396 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8397         {
8398                 .name = "max",
8399                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8400                 .seq_show = cpu_max_show,
8401                 .write = cpu_max_write,
8402         },
8403 #endif
8404 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8405         {
8406                 .name = "uclamp.min",
8407                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8408                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
8409                 .write = cpu_uclamp_min_write,
8410         },
8411         {
8412                 .name = "uclamp.max",
8413                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8414                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
8415                 .write = cpu_uclamp_max_write,
8416         },
8417 #endif
8418         { }     /* terminate */
8419 };
8420
8421 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8422         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8423         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8424         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8425         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8426         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
8427         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8428         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8429         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8430         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
8431         .dfl_cftypes    = cpu_files,
8432         .early_init     = true,
8433         .threaded       = true,
8434 };
8435
8436 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8437
8438 void dump_cpu_task(int cpu)
8439 {
8440         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8441         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8442 }
8443
8444 /*
8445  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8446  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8447  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8448  * that remained on nice 0.
8449  *
8450  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8451  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8452  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8453  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8454  * the relative distance between them is ~25%.)
8455  */
8456 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8457  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8458  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8459  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8460  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8461  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8462  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8463  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8464  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8465 };
8466
8467 /*
8468  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8469  *
8470  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8471  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8472  * into multiplications:
8473  */
8474 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8475  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8476  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8477  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8478  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8479  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8480  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8481  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8482  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8483 };
8484
8485 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
8486 {
8487         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
8488 }