Merge tag 'noinstr-lds-2020-05-19' into core/rcu
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #include "sched.h"
10
11 #include <linux/nospec.h>
12
13 #include <linux/kcov.h>
14
15 #include <asm/switch_to.h>
16 #include <asm/tlb.h>
17
18 #include "../workqueue_internal.h"
19 #include "../../fs/io-wq.h"
20 #include "../smpboot.h"
21
22 #include "pelt.h"
23
24 #define CREATE_TRACE_POINTS
25 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
29  * associated with them) to allow external modules to probe them.
30  */
31 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
32 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
33 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
37
38 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
39
40 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
41 /*
42  * Debugging: various feature bits
43  *
44  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
45  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
46  * at compile time and compiler optimization based on features default.
47  */
48 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
49         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
50 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
51 #include "features.h"
52         0;
53 #undef SCHED_FEAT
54 #endif
55
56 /*
57  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
58  * Limited because this is done with IRQs disabled.
59  */
60 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
61
62 /*
63  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
64  * default: 1s
65  */
66 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
67
68 __read_mostly int scheduler_running;
69
70 /*
71  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
72  * default: 0.95s
73  */
74 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
75
76 /*
77  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
78  */
79 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
80         __acquires(rq->lock)
81 {
82         struct rq *rq;
83
84         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
85
86         for (;;) {
87                 rq = task_rq(p);
88                 raw_spin_lock(&rq->lock);
89                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
90                         rq_pin_lock(rq, rf);
91                         return rq;
92                 }
93                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
94
95                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
96                         cpu_relax();
97         }
98 }
99
100 /*
101  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
102  */
103 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
104         __acquires(p->pi_lock)
105         __acquires(rq->lock)
106 {
107         struct rq *rq;
108
109         for (;;) {
110                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
111                 rq = task_rq(p);
112                 raw_spin_lock(&rq->lock);
113                 /*
114                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
115                  *
116                  *      ACQUIRE (rq->lock)
117                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
118                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
119                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
120                  *                                      [L] ->on_rq
121                  *      RELEASE (rq->lock)
122                  *
123                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
124                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
125                  *
126                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
127                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
128                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
129                  */
130                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
131                         rq_pin_lock(rq, rf);
132                         return rq;
133                 }
134                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
135                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
136
137                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
138                         cpu_relax();
139         }
140 }
141
142 /*
143  * RQ-clock updating methods:
144  */
145
146 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
147 {
148 /*
149  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
150  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
151  */
152         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
153
154 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
155         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
156
157         /*
158          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
159          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
160          * {soft,}irq region.
161          *
162          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
163          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
164          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
165          * monotonic.
166          *
167          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
168          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
169          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
170          * atomic ops.
171          */
172         if (irq_delta > delta)
173                 irq_delta = delta;
174
175         rq->prev_irq_time += irq_delta;
176         delta -= irq_delta;
177 #endif
178 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
179         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
180                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
181                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
182
183                 if (unlikely(steal > delta))
184                         steal = delta;
185
186                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
187                 delta -= steal;
188         }
189 #endif
190
191         rq->clock_task += delta;
192
193 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
194         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
195                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
196 #endif
197         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
198 }
199
200 void update_rq_clock(struct rq *rq)
201 {
202         s64 delta;
203
204         lockdep_assert_held(&rq->lock);
205
206         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
207                 return;
208
209 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
210         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
211                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
212         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
213 #endif
214
215         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
216         if (delta < 0)
217                 return;
218         rq->clock += delta;
219         update_rq_clock_task(rq, delta);
220 }
221
222
223 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
224 /*
225  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
226  */
227
228 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
229 {
230         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
231                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
232 }
233
234 /*
235  * High-resolution timer tick.
236  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
237  */
238 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
239 {
240         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
241         struct rq_flags rf;
242
243         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
244
245         rq_lock(rq, &rf);
246         update_rq_clock(rq);
247         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
248         rq_unlock(rq, &rf);
249
250         return HRTIMER_NORESTART;
251 }
252
253 #ifdef CONFIG_SMP
254
255 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
256 {
257         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
258
259         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
260 }
261
262 /*
263  * called from hardirq (IPI) context
264  */
265 static void __hrtick_start(void *arg)
266 {
267         struct rq *rq = arg;
268         struct rq_flags rf;
269
270         rq_lock(rq, &rf);
271         __hrtick_restart(rq);
272         rq_unlock(rq, &rf);
273 }
274
275 /*
276  * Called to set the hrtick timer state.
277  *
278  * called with rq->lock held and irqs disabled
279  */
280 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
281 {
282         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
283         ktime_t time;
284         s64 delta;
285
286         /*
287          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
288          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
289          */
290         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
291         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
292
293         hrtimer_set_expires(timer, time);
294
295         if (rq == this_rq())
296                 __hrtick_restart(rq);
297         else
298                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
299 }
300
301 #else
302 /*
303  * Called to set the hrtick timer state.
304  *
305  * called with rq->lock held and irqs disabled
306  */
307 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
308 {
309         /*
310          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
311          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
312          */
313         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
314         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
315                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
316 }
317 #endif /* CONFIG_SMP */
318
319 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
320 {
321 #ifdef CONFIG_SMP
322         rq->hrtick_csd.flags = 0;
323         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
324         rq->hrtick_csd.info = rq;
325 #endif
326
327         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
328         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
329 }
330 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
331 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
332 {
333 }
334
335 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
336 {
337 }
338 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
339
340 /*
341  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
342  */
343 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
344         ({                                                              \
345                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
346                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
347                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
348                                                                         \
349                 for (;;) {                                              \
350                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
351                         if (_old == _val)                               \
352                                 break;                                  \
353                         _val = _old;                                    \
354                 }                                                       \
355         _old;                                                           \
356 })
357
358 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
359 /*
360  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
361  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
362  * spurious IPIs.
363  */
364 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
365 {
366         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
367         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
368 }
369
370 /*
371  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
372  *
373  * If this returns true, then the idle task promises to call
374  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
375  */
376 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
377 {
378         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
379         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
380
381         for (;;) {
382                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
383                         return false;
384                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
385                         return true;
386                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
387                 if (old == val)
388                         break;
389                 val = old;
390         }
391         return true;
392 }
393
394 #else
395 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
396 {
397         set_tsk_need_resched(p);
398         return true;
399 }
400
401 #ifdef CONFIG_SMP
402 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
403 {
404         return false;
405 }
406 #endif
407 #endif
408
409 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
410 {
411         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
412
413         /*
414          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
415          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
416          * wakeup due to that.
417          *
418          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
419          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
420          */
421         smp_mb__before_atomic();
422         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
423                 return false;
424
425         /*
426          * The head is context local, there can be no concurrency.
427          */
428         *head->lastp = node;
429         head->lastp = &node->next;
430         return true;
431 }
432
433 /**
434  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
435  * @head: the wake_q_head to add @task to
436  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
437  *
438  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
439  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
440  * instantly.
441  *
442  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
443  * must be ready to be woken at this location.
444  */
445 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
446 {
447         if (__wake_q_add(head, task))
448                 get_task_struct(task);
449 }
450
451 /**
452  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
453  * @head: the wake_q_head to add @task to
454  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
455  *
456  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
457  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
458  * instantly.
459  *
460  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
461  * must be ready to be woken at this location.
462  *
463  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
464  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
465  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
466  * queued for wakeup.
467  */
468 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
469 {
470         if (!__wake_q_add(head, task))
471                 put_task_struct(task);
472 }
473
474 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
475 {
476         struct wake_q_node *node = head->first;
477
478         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
479                 struct task_struct *task;
480
481                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
482                 BUG_ON(!task);
483                 /* Task can safely be re-inserted now: */
484                 node = node->next;
485                 task->wake_q.next = NULL;
486
487                 /*
488                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
489                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
490                  */
491                 wake_up_process(task);
492                 put_task_struct(task);
493         }
494 }
495
496 /*
497  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
498  *
499  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
500  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
501  * the target CPU.
502  */
503 void resched_curr(struct rq *rq)
504 {
505         struct task_struct *curr = rq->curr;
506         int cpu;
507
508         lockdep_assert_held(&rq->lock);
509
510         if (test_tsk_need_resched(curr))
511                 return;
512
513         cpu = cpu_of(rq);
514
515         if (cpu == smp_processor_id()) {
516                 set_tsk_need_resched(curr);
517                 set_preempt_need_resched();
518                 return;
519         }
520
521         if (set_nr_and_not_polling(curr))
522                 smp_send_reschedule(cpu);
523         else
524                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
525 }
526
527 void resched_cpu(int cpu)
528 {
529         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
530         unsigned long flags;
531
532         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
533         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
534                 resched_curr(rq);
535         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
536 }
537
538 #ifdef CONFIG_SMP
539 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
540 /*
541  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
542  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
543  *
544  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
545  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
546  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
547  */
548 int get_nohz_timer_target(void)
549 {
550         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
551         struct sched_domain *sd;
552
553         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
554                 if (!idle_cpu(cpu))
555                         return cpu;
556                 default_cpu = cpu;
557         }
558
559         rcu_read_lock();
560         for_each_domain(cpu, sd) {
561                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
562                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
563                         if (cpu == i)
564                                 continue;
565
566                         if (!idle_cpu(i)) {
567                                 cpu = i;
568                                 goto unlock;
569                         }
570                 }
571         }
572
573         if (default_cpu == -1)
574                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
575         cpu = default_cpu;
576 unlock:
577         rcu_read_unlock();
578         return cpu;
579 }
580
581 /*
582  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
583  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
584  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
585  * idle system the next event might even be infinite time into the
586  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
587  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
588  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
589  * wheel for the next timer event.
590  */
591 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
592 {
593         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
594
595         if (cpu == smp_processor_id())
596                 return;
597
598         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
599                 smp_send_reschedule(cpu);
600         else
601                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
602 }
603
604 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
605 {
606         /*
607          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
608          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
609          * If needed we can still optimize that later with an
610          * empty IRQ.
611          */
612         if (cpu_is_offline(cpu))
613                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
614         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
615                 if (cpu != smp_processor_id() ||
616                     tick_nohz_tick_stopped())
617                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
618                 return true;
619         }
620
621         return false;
622 }
623
624 /*
625  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
626  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
627  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
628  */
629 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
630 {
631         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
632                 wake_up_idle_cpu(cpu);
633 }
634
635 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
636 {
637         int cpu = smp_processor_id();
638
639         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
640                 return false;
641
642         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
643                 return true;
644
645         /*
646          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
647          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
648          */
649         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
650         return false;
651 }
652
653 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
654
655 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
656 {
657         return false;
658 }
659
660 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
661
662 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
663 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
664 {
665         int fifo_nr_running;
666
667         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
668         if (rq->dl.dl_nr_running)
669                 return false;
670
671         /*
672          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
673          * actual RR behaviour.
674          */
675         if (rq->rt.rr_nr_running) {
676                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
677                         return true;
678                 else
679                         return false;
680         }
681
682         /*
683          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
684          * forced preemption between FIFO tasks.
685          */
686         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
687         if (fifo_nr_running)
688                 return true;
689
690         /*
691          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
692          * if there's more than one we need the tick for involuntary
693          * preemption.
694          */
695         if (rq->nr_running > 1)
696                 return false;
697
698         return true;
699 }
700 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
701 #endif /* CONFIG_SMP */
702
703 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
704                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
705 /*
706  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
707  * node and @up when leaving it for the final time.
708  *
709  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
710  */
711 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
712                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
713 {
714         struct task_group *parent, *child;
715         int ret;
716
717         parent = from;
718
719 down:
720         ret = (*down)(parent, data);
721         if (ret)
722                 goto out;
723         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
724                 parent = child;
725                 goto down;
726
727 up:
728                 continue;
729         }
730         ret = (*up)(parent, data);
731         if (ret || parent == from)
732                 goto out;
733
734         child = parent;
735         parent = parent->parent;
736         if (parent)
737                 goto up;
738 out:
739         return ret;
740 }
741
742 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
743 {
744         return 0;
745 }
746 #endif
747
748 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
749 {
750         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
751         struct load_weight *load = &p->se.load;
752
753         /*
754          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
755          */
756         if (task_has_idle_policy(p)) {
757                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
758                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
759                 return;
760         }
761
762         /*
763          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
764          * weight
765          */
766         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
767                 reweight_task(p, prio);
768         } else {
769                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
770                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
771         }
772 }
773
774 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
775 /*
776  * Serializes updates of utilization clamp values
777  *
778  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
779  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
780  * support enqueue/dequeue operations.
781  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
782  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
783  * updates or API abuses.
784  */
785 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
786
787 /* Max allowed minimum utilization */
788 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
789
790 /* Max allowed maximum utilization */
791 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
792
793 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
794 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
795
796 /* Integer rounded range for each bucket */
797 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
798
799 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
800         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
801
802 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
803 {
804         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
805 }
806
807 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
808 {
809         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
810 }
811
812 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
813 {
814         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
815                 return 0;
816         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
817 }
818
819 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
820                                  unsigned int value, bool user_defined)
821 {
822         uc_se->value = value;
823         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
824         uc_se->user_defined = user_defined;
825 }
826
827 static inline unsigned int
828 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
829                   unsigned int clamp_value)
830 {
831         /*
832          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
833          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
834          * max-clamp.
835          */
836         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
837                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
838                 return clamp_value;
839         }
840
841         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
842 }
843
844 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
845                                      unsigned int clamp_value)
846 {
847         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
848         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
849                 return;
850
851         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
852 }
853
854 static inline
855 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
856                                    unsigned int clamp_value)
857 {
858         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
859         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
860
861         /*
862          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
863          * top most bucket with tasks in.
864          */
865         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
866                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
867                         continue;
868                 return bucket[bucket_id].value;
869         }
870
871         /* No tasks -- default clamp values */
872         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
873 }
874
875 static inline struct uclamp_se
876 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
877 {
878         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
879 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
880         struct uclamp_se uc_max;
881
882         /*
883          * Tasks in autogroups or root task group will be
884          * restricted by system defaults.
885          */
886         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
887                 return uc_req;
888         if (task_group(p) == &root_task_group)
889                 return uc_req;
890
891         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
892         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
893                 return uc_max;
894 #endif
895
896         return uc_req;
897 }
898
899 /*
900  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
901  * priority:
902  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
903  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
904  *   group or in an autogroup
905  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
906  */
907 static inline struct uclamp_se
908 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
909 {
910         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
911         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
912
913         /* System default restrictions always apply */
914         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
915                 return uc_max;
916
917         return uc_req;
918 }
919
920 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
921 {
922         struct uclamp_se uc_eff;
923
924         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
925         if (p->uclamp[clamp_id].active)
926                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
927
928         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
929
930         return (unsigned long)uc_eff.value;
931 }
932
933 /*
934  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
935  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
936  * updates the rq's clamp value if required.
937  *
938  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
939  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
940  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
941  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
942  */
943 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
944                                     enum uclamp_id clamp_id)
945 {
946         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
947         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
948         struct uclamp_bucket *bucket;
949
950         lockdep_assert_held(&rq->lock);
951
952         /* Update task effective clamp */
953         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
954
955         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
956         bucket->tasks++;
957         uc_se->active = true;
958
959         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
960
961         /*
962          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
963          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
964          */
965         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
966                 bucket->value = uc_se->value;
967
968         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
969                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
970 }
971
972 /*
973  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
974  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
975  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
976  *
977  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
978  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
979  * enforce the expected state and warn.
980  */
981 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
982                                     enum uclamp_id clamp_id)
983 {
984         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
985         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
986         struct uclamp_bucket *bucket;
987         unsigned int bkt_clamp;
988         unsigned int rq_clamp;
989
990         lockdep_assert_held(&rq->lock);
991
992         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
993         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
994         if (likely(bucket->tasks))
995                 bucket->tasks--;
996         uc_se->active = false;
997
998         /*
999          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1000          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1001          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1002          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1003          */
1004         if (likely(bucket->tasks))
1005                 return;
1006
1007         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1008         /*
1009          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1010          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1011          */
1012         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1013         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1014                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1015                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1016         }
1017 }
1018
1019 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1020 {
1021         enum uclamp_id clamp_id;
1022
1023         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1024                 return;
1025
1026         for_each_clamp_id(clamp_id)
1027                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1028
1029         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1030         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1031                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1032 }
1033
1034 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1035 {
1036         enum uclamp_id clamp_id;
1037
1038         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1039                 return;
1040
1041         for_each_clamp_id(clamp_id)
1042                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1043 }
1044
1045 static inline void
1046 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1047 {
1048         struct rq_flags rf;
1049         struct rq *rq;
1050
1051         /*
1052          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1053          *
1054          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1055          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1056          * enqueues, dequeues and migration operations.
1057          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1058          */
1059         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1060
1061         /*
1062          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1063          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1064          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1065          * it will already see the updated clamp bucket value.
1066          */
1067         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1068                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1069                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1070         }
1071
1072         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1073 }
1074
1075 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1076 static inline void
1077 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1078                            unsigned int clamps)
1079 {
1080         enum uclamp_id clamp_id;
1081         struct css_task_iter it;
1082         struct task_struct *p;
1083
1084         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1085         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1086                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1087                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1088                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1089                 }
1090         }
1091         css_task_iter_end(&it);
1092 }
1093
1094 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1095 static void uclamp_update_root_tg(void)
1096 {
1097         struct task_group *tg = &root_task_group;
1098
1099         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1100                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1101         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1102                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1103
1104         rcu_read_lock();
1105         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1106         rcu_read_unlock();
1107 }
1108 #else
1109 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1110 #endif
1111
1112 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1113                                 void __user *buffer, size_t *lenp,
1114                                 loff_t *ppos)
1115 {
1116         bool update_root_tg = false;
1117         int old_min, old_max;
1118         int result;
1119
1120         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1121         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1122         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1123
1124         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1125         if (result)
1126                 goto undo;
1127         if (!write)
1128                 goto done;
1129
1130         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1131             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1132                 result = -EINVAL;
1133                 goto undo;
1134         }
1135
1136         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1137                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1138                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1139                 update_root_tg = true;
1140         }
1141         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1142                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1143                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1144                 update_root_tg = true;
1145         }
1146
1147         if (update_root_tg)
1148                 uclamp_update_root_tg();
1149
1150         /*
1151          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1152          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1153          * task enqueue time.
1154          */
1155
1156         goto done;
1157
1158 undo:
1159         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1160         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1161 done:
1162         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1163
1164         return result;
1165 }
1166
1167 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1168                            const struct sched_attr *attr)
1169 {
1170         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1171         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1172
1173         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1174                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1175         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1176                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1177
1178         if (lower_bound > upper_bound)
1179                 return -EINVAL;
1180         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1181                 return -EINVAL;
1182
1183         return 0;
1184 }
1185
1186 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1187                                   const struct sched_attr *attr)
1188 {
1189         enum uclamp_id clamp_id;
1190
1191         /*
1192          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1193          * without a task-specific value.
1194          */
1195         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1196                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1197                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1198
1199                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1200                 if (uc_se->user_defined)
1201                         continue;
1202
1203                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1204                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1205                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1206
1207                 uclamp_se_set(uc_se, clamp_value, false);
1208         }
1209
1210         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1211                 return;
1212
1213         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1214                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1215                               attr->sched_util_min, true);
1216         }
1217
1218         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1219                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1220                               attr->sched_util_max, true);
1221         }
1222 }
1223
1224 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1225 {
1226         enum uclamp_id clamp_id;
1227
1228         for_each_clamp_id(clamp_id)
1229                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1230
1231         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1232                 return;
1233
1234         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1235                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1236                               uclamp_none(clamp_id), false);
1237         }
1238 }
1239
1240 static void __init init_uclamp(void)
1241 {
1242         struct uclamp_se uc_max = {};
1243         enum uclamp_id clamp_id;
1244         int cpu;
1245
1246         mutex_init(&uclamp_mutex);
1247
1248         for_each_possible_cpu(cpu) {
1249                 memset(&cpu_rq(cpu)->uclamp, 0,
1250                                 sizeof(struct uclamp_rq)*UCLAMP_CNT);
1251                 cpu_rq(cpu)->uclamp_flags = 0;
1252         }
1253
1254         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1255                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1256                               uclamp_none(clamp_id), false);
1257         }
1258
1259         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1260         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1261         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1262                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1263 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1264                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1265                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1266 #endif
1267         }
1268 }
1269
1270 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1271 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1272 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1273 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1274                                   const struct sched_attr *attr)
1275 {
1276         return -EOPNOTSUPP;
1277 }
1278 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1279                                   const struct sched_attr *attr) { }
1280 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1281 static inline void init_uclamp(void) { }
1282 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1283
1284 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1285 {
1286         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1287                 update_rq_clock(rq);
1288
1289         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1290                 sched_info_queued(rq, p);
1291                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1292         }
1293
1294         uclamp_rq_inc(rq, p);
1295         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1296 }
1297
1298 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1299 {
1300         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1301                 update_rq_clock(rq);
1302
1303         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1304                 sched_info_dequeued(rq, p);
1305                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1306         }
1307
1308         uclamp_rq_dec(rq, p);
1309         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1310 }
1311
1312 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1313 {
1314         if (task_contributes_to_load(p))
1315                 rq->nr_uninterruptible--;
1316
1317         enqueue_task(rq, p, flags);
1318
1319         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1320 }
1321
1322 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1323 {
1324         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1325
1326         if (task_contributes_to_load(p))
1327                 rq->nr_uninterruptible++;
1328
1329         dequeue_task(rq, p, flags);
1330 }
1331
1332 /*
1333  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1334  */
1335 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1336 {
1337         return p->static_prio;
1338 }
1339
1340 /*
1341  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1342  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1343  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1344  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1345  * estimator recalculates.
1346  */
1347 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1348 {
1349         int prio;
1350
1351         if (task_has_dl_policy(p))
1352                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1353         else if (task_has_rt_policy(p))
1354                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1355         else
1356                 prio = __normal_prio(p);
1357         return prio;
1358 }
1359
1360 /*
1361  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1362  * taken into account by the scheduler. This value might
1363  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1364  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1365  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1366  */
1367 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1368 {
1369         p->normal_prio = normal_prio(p);
1370         /*
1371          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1372          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1373          * to the normal priority:
1374          */
1375         if (!rt_prio(p->prio))
1376                 return p->normal_prio;
1377         return p->prio;
1378 }
1379
1380 /**
1381  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1382  * @p: the task in question.
1383  *
1384  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1385  */
1386 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1387 {
1388         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1389 }
1390
1391 /*
1392  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1393  * use the balance_callback list if you want balancing.
1394  *
1395  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1396  * balance_callback().
1397  */
1398 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1399                                        const struct sched_class *prev_class,
1400                                        int oldprio)
1401 {
1402         if (prev_class != p->sched_class) {
1403                 if (prev_class->switched_from)
1404                         prev_class->switched_from(rq, p);
1405
1406                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1407         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1408                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1409 }
1410
1411 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1412 {
1413         const struct sched_class *class;
1414
1415         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1416                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1417         } else {
1418                 for_each_class(class) {
1419                         if (class == rq->curr->sched_class)
1420                                 break;
1421                         if (class == p->sched_class) {
1422                                 resched_curr(rq);
1423                                 break;
1424                         }
1425                 }
1426         }
1427
1428         /*
1429          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1430          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1431          */
1432         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1433                 rq_clock_skip_update(rq);
1434 }
1435
1436 #ifdef CONFIG_SMP
1437
1438 /*
1439  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1440  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1441  */
1442 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1443 {
1444         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1445                 return false;
1446
1447         if (is_per_cpu_kthread(p))
1448                 return cpu_online(cpu);
1449
1450         return cpu_active(cpu);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * This is how migration works:
1455  *
1456  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1457  *    stop_one_cpu().
1458  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1459  *    off the CPU)
1460  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1461  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1462  *    it and puts it into the right queue.
1463  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1464  *    is done.
1465  */
1466
1467 /*
1468  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1469  *
1470  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1471  */
1472 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1473                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1474 {
1475         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1476
1477         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1478         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1479         set_task_cpu(p, new_cpu);
1480         rq_unlock(rq, rf);
1481
1482         rq = cpu_rq(new_cpu);
1483
1484         rq_lock(rq, rf);
1485         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1486         enqueue_task(rq, p, 0);
1487         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1488         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1489
1490         return rq;
1491 }
1492
1493 struct migration_arg {
1494         struct task_struct *task;
1495         int dest_cpu;
1496 };
1497
1498 /*
1499  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1500  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1501  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1502  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1503  *
1504  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1505  * as the task is no longer on this CPU.
1506  */
1507 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1508                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1509 {
1510         /* Affinity changed (again). */
1511         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1512                 return rq;
1513
1514         update_rq_clock(rq);
1515         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1516
1517         return rq;
1518 }
1519
1520 /*
1521  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1522  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1523  * 'pushing' onto another runqueue.
1524  */
1525 static int migration_cpu_stop(void *data)
1526 {
1527         struct migration_arg *arg = data;
1528         struct task_struct *p = arg->task;
1529         struct rq *rq = this_rq();
1530         struct rq_flags rf;
1531
1532         /*
1533          * The original target CPU might have gone down and we might
1534          * be on another CPU but it doesn't matter.
1535          */
1536         local_irq_disable();
1537         /*
1538          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1539          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1540          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1541          */
1542         sched_ttwu_pending();
1543
1544         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1545         rq_lock(rq, &rf);
1546         /*
1547          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1548          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1549          * we're holding p->pi_lock.
1550          */
1551         if (task_rq(p) == rq) {
1552                 if (task_on_rq_queued(p))
1553                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1554                 else
1555                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1556         }
1557         rq_unlock(rq, &rf);
1558         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1559
1560         local_irq_enable();
1561         return 0;
1562 }
1563
1564 /*
1565  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1566  * actually call this function.
1567  */
1568 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1569 {
1570         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1571         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1572 }
1573
1574 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1575 {
1576         struct rq *rq = task_rq(p);
1577         bool queued, running;
1578
1579         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1580
1581         queued = task_on_rq_queued(p);
1582         running = task_current(rq, p);
1583
1584         if (queued) {
1585                 /*
1586                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1587                  * holding rq->lock.
1588                  */
1589                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1590                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1591         }
1592         if (running)
1593                 put_prev_task(rq, p);
1594
1595         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1596
1597         if (queued)
1598                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1599         if (running)
1600                 set_next_task(rq, p);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1605  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1606  * is removed from the allowed bitmask.
1607  *
1608  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1609  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1610  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1611  */
1612 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1613                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1614 {
1615         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1616         unsigned int dest_cpu;
1617         struct rq_flags rf;
1618         struct rq *rq;
1619         int ret = 0;
1620
1621         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1622         update_rq_clock(rq);
1623
1624         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1625                 /*
1626                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1627                  */
1628                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1629         }
1630
1631         /*
1632          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1633          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1634          */
1635         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1636                 ret = -EINVAL;
1637                 goto out;
1638         }
1639
1640         if (cpumask_equal(p->cpus_ptr, new_mask))
1641                 goto out;
1642
1643         /*
1644          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
1645          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
1646          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
1647          */
1648         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
1649         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1650                 ret = -EINVAL;
1651                 goto out;
1652         }
1653
1654         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1655
1656         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1657                 /*
1658                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1659                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1660                  */
1661                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1662                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1663                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1664         }
1665
1666         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1667         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1668                 goto out;
1669
1670         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1671                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1672                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1673                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1674                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1675                 return 0;
1676         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1677                 /*
1678                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1679                  * afterwards anyway.
1680                  */
1681                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1682         }
1683 out:
1684         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1685
1686         return ret;
1687 }
1688
1689 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1690 {
1691         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1692 }
1693 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1694
1695 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1696 {
1697 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1698         /*
1699          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1700          * ttwu() will sort out the placement.
1701          */
1702         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1703                         !p->on_rq);
1704
1705         /*
1706          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1707          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1708          * time relying on p->on_rq.
1709          */
1710         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1711                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1712                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1713
1714 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1715         /*
1716          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1717          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1718          *
1719          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1720          * see task_group().
1721          *
1722          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1723          * task_rq_lock().
1724          */
1725         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1726                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1727 #endif
1728         /*
1729          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1730          */
1731         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1732 #endif
1733
1734         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1735
1736         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1737                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1738                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1739                 p->se.nr_migrations++;
1740                 rseq_migrate(p);
1741                 perf_event_task_migrate(p);
1742         }
1743
1744         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1745 }
1746
1747 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1748 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1749 {
1750         if (task_on_rq_queued(p)) {
1751                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1752                 struct rq_flags srf, drf;
1753
1754                 src_rq = task_rq(p);
1755                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1756
1757                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1758                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1759
1760                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1761                 set_task_cpu(p, cpu);
1762                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1763                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1764
1765                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1766                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1767
1768         } else {
1769                 /*
1770                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1771                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1772                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1773                  */
1774                 p->wake_cpu = cpu;
1775         }
1776 }
1777
1778 struct migration_swap_arg {
1779         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1780         int src_cpu, dst_cpu;
1781 };
1782
1783 static int migrate_swap_stop(void *data)
1784 {
1785         struct migration_swap_arg *arg = data;
1786         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1787         int ret = -EAGAIN;
1788
1789         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1790                 return -EAGAIN;
1791
1792         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1793         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1794
1795         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1796                         &arg->dst_task->pi_lock);
1797         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1798
1799         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1800                 goto unlock;
1801
1802         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1803                 goto unlock;
1804
1805         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1806                 goto unlock;
1807
1808         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1809                 goto unlock;
1810
1811         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1812         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1813
1814         ret = 0;
1815
1816 unlock:
1817         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1818         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1819         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1820
1821         return ret;
1822 }
1823
1824 /*
1825  * Cross migrate two tasks
1826  */
1827 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1828                 int target_cpu, int curr_cpu)
1829 {
1830         struct migration_swap_arg arg;
1831         int ret = -EINVAL;
1832
1833         arg = (struct migration_swap_arg){
1834                 .src_task = cur,
1835                 .src_cpu = curr_cpu,
1836                 .dst_task = p,
1837                 .dst_cpu = target_cpu,
1838         };
1839
1840         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1841                 goto out;
1842
1843         /*
1844          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1845          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1846          */
1847         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1848                 goto out;
1849
1850         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1851                 goto out;
1852
1853         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1854                 goto out;
1855
1856         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1857         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1858
1859 out:
1860         return ret;
1861 }
1862 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1863
1864 /*
1865  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1866  *
1867  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1868  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1869  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1870  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1871  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1872  * @p has remained unscheduled the whole time.
1873  *
1874  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1875  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1876  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1877  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1878  * waiting to become inactive.
1879  */
1880 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1881 {
1882         int running, queued;
1883         struct rq_flags rf;
1884         unsigned long ncsw;
1885         struct rq *rq;
1886
1887         for (;;) {
1888                 /*
1889                  * We do the initial early heuristics without holding
1890                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1891                  * the runqueue lock when things look like they will
1892                  * work out!
1893                  */
1894                 rq = task_rq(p);
1895
1896                 /*
1897                  * If the task is actively running on another CPU
1898                  * still, just relax and busy-wait without holding
1899                  * any locks.
1900                  *
1901                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1902                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1903                  * But we don't care, since "task_running()" will
1904                  * return false if the runqueue has changed and p
1905                  * is actually now running somewhere else!
1906                  */
1907                 while (task_running(rq, p)) {
1908                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1909                                 return 0;
1910                         cpu_relax();
1911                 }
1912
1913                 /*
1914                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1915                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1916                  * just go back and repeat.
1917                  */
1918                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1919                 trace_sched_wait_task(p);
1920                 running = task_running(rq, p);
1921                 queued = task_on_rq_queued(p);
1922                 ncsw = 0;
1923                 if (!match_state || p->state == match_state)
1924                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1925                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1926
1927                 /*
1928                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1929                  */
1930                 if (unlikely(!ncsw))
1931                         break;
1932
1933                 /*
1934                  * Was it really running after all now that we
1935                  * checked with the proper locks actually held?
1936                  *
1937                  * Oops. Go back and try again..
1938                  */
1939                 if (unlikely(running)) {
1940                         cpu_relax();
1941                         continue;
1942                 }
1943
1944                 /*
1945                  * It's not enough that it's not actively running,
1946                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1947                  * preempted!
1948                  *
1949                  * So if it was still runnable (but just not actively
1950                  * running right now), it's preempted, and we should
1951                  * yield - it could be a while.
1952                  */
1953                 if (unlikely(queued)) {
1954                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1955
1956                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1957                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1958                         continue;
1959                 }
1960
1961                 /*
1962                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1963                  * runnable, which means that it will never become
1964                  * running in the future either. We're all done!
1965                  */
1966                 break;
1967         }
1968
1969         return ncsw;
1970 }
1971
1972 /***
1973  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1974  * @p: the to-be-kicked thread
1975  *
1976  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1977  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1978  *
1979  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1980  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1981  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1982  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1983  * achieved as well.
1984  */
1985 void kick_process(struct task_struct *p)
1986 {
1987         int cpu;
1988
1989         preempt_disable();
1990         cpu = task_cpu(p);
1991         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1992                 smp_send_reschedule(cpu);
1993         preempt_enable();
1994 }
1995 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1996
1997 /*
1998  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1999  *
2000  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2001  *
2002  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2003  *
2004  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2005  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2006  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2007  *    see it.
2008  *
2009  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2010  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2011  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2012  *    off.
2013  *
2014  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2015  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2016  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2017  * to satisfy the above rules.
2018  */
2019 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2020 {
2021         int nid = cpu_to_node(cpu);
2022         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2023         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2024         int dest_cpu;
2025
2026         /*
2027          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2028          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2029          * select the CPU on the other node.
2030          */
2031         if (nid != -1) {
2032                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2033
2034                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2035                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2036                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2037                                 continue;
2038                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2039                                 return dest_cpu;
2040                 }
2041         }
2042
2043         for (;;) {
2044                 /* Any allowed, online CPU? */
2045                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2046                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2047                                 continue;
2048
2049                         goto out;
2050                 }
2051
2052                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2053                 switch (state) {
2054                 case cpuset:
2055                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2056                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2057                                 state = possible;
2058                                 break;
2059                         }
2060                         /* Fall-through */
2061                 case possible:
2062                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2063                         state = fail;
2064                         break;
2065
2066                 case fail:
2067                         BUG();
2068                         break;
2069                 }
2070         }
2071
2072 out:
2073         if (state != cpuset) {
2074                 /*
2075                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2076                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2077                  * leave kernel.
2078                  */
2079                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2080                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2081                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2082                 }
2083         }
2084
2085         return dest_cpu;
2086 }
2087
2088 /*
2089  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2090  */
2091 static inline
2092 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2093 {
2094         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2095
2096         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2097                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2098         else
2099                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2100
2101         /*
2102          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2103          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2104          * CPU.
2105          *
2106          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2107          *
2108          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2109          *   not worry about this generic constraint ]
2110          */
2111         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2112                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2113
2114         return cpu;
2115 }
2116
2117 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2118 {
2119         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2120         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2121
2122         if (stop) {
2123                 /*
2124                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2125                  * userspace knows about and won't get confused about.
2126                  *
2127                  * Also, it will make PI more or less work without too
2128                  * much confusion -- but then, stop work should not
2129                  * rely on PI working anyway.
2130                  */
2131                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2132
2133                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2134         }
2135
2136         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2137
2138         if (old_stop) {
2139                 /*
2140                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2141                  * it can die in pieces.
2142                  */
2143                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2144         }
2145 }
2146
2147 #else
2148
2149 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2150                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2151 {
2152         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2153 }
2154
2155 #endif /* CONFIG_SMP */
2156
2157 static void
2158 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2159 {
2160         struct rq *rq;
2161
2162         if (!schedstat_enabled())
2163                 return;
2164
2165         rq = this_rq();
2166
2167 #ifdef CONFIG_SMP
2168         if (cpu == rq->cpu) {
2169                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2170                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2171         } else {
2172                 struct sched_domain *sd;
2173
2174                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2175                 rcu_read_lock();
2176                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2177                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2178                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2179                                 break;
2180                         }
2181                 }
2182                 rcu_read_unlock();
2183         }
2184
2185         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2186                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2187 #endif /* CONFIG_SMP */
2188
2189         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2190         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2191
2192         if (wake_flags & WF_SYNC)
2193                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2198  */
2199 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2200                            struct rq_flags *rf)
2201 {
2202         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2203         p->state = TASK_RUNNING;
2204         trace_sched_wakeup(p);
2205
2206 #ifdef CONFIG_SMP
2207         if (p->sched_class->task_woken) {
2208                 /*
2209                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2210                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2211                  */
2212                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2213                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2214                 rq_repin_lock(rq, rf);
2215         }
2216
2217         if (rq->idle_stamp) {
2218                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2219                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2220
2221                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2222
2223                 if (rq->avg_idle > max)
2224                         rq->avg_idle = max;
2225
2226                 rq->idle_stamp = 0;
2227         }
2228 #endif
2229 }
2230
2231 static void
2232 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2233                  struct rq_flags *rf)
2234 {
2235         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2236
2237         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2238
2239 #ifdef CONFIG_SMP
2240         if (p->sched_contributes_to_load)
2241                 rq->nr_uninterruptible--;
2242
2243         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2244                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2245 #endif
2246
2247         activate_task(rq, p, en_flags);
2248         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2249 }
2250
2251 /*
2252  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2253  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2254  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2255  * the task is still ->on_rq.
2256  */
2257 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2258 {
2259         struct rq_flags rf;
2260         struct rq *rq;
2261         int ret = 0;
2262
2263         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2264         if (task_on_rq_queued(p)) {
2265                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2266                 update_rq_clock(rq);
2267                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2268                 ret = 1;
2269         }
2270         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2271
2272         return ret;
2273 }
2274
2275 #ifdef CONFIG_SMP
2276 void sched_ttwu_pending(void)
2277 {
2278         struct rq *rq = this_rq();
2279         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2280         struct task_struct *p, *t;
2281         struct rq_flags rf;
2282
2283         if (!llist)
2284                 return;
2285
2286         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2287         update_rq_clock(rq);
2288
2289         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2290                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2291
2292         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2293 }
2294
2295 void scheduler_ipi(void)
2296 {
2297         /*
2298          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
2299          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
2300          * this IPI.
2301          */
2302         preempt_fold_need_resched();
2303
2304         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2305                 return;
2306
2307         /*
2308          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2309          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2310          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2311          * we do call them.
2312          *
2313          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2314          * properly.
2315          *
2316          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2317          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2318          * somewhat pessimize the simple resched case.
2319          */
2320         irq_enter();
2321         sched_ttwu_pending();
2322
2323         /*
2324          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2325          */
2326         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
2327                 this_rq()->idle_balance = 1;
2328                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2329         }
2330         irq_exit();
2331 }
2332
2333 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2334 {
2335         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2336
2337         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2338
2339         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
2340                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2341                         smp_send_reschedule(cpu);
2342                 else
2343                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2344         }
2345 }
2346
2347 void wake_up_if_idle(int cpu)
2348 {
2349         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2350         struct rq_flags rf;
2351
2352         rcu_read_lock();
2353
2354         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2355                 goto out;
2356
2357         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2358                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2359         } else {
2360                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2361                 if (is_idle_task(rq->curr))
2362                         smp_send_reschedule(cpu);
2363                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2364                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2365         }
2366
2367 out:
2368         rcu_read_unlock();
2369 }
2370
2371 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2372 {
2373         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2374 }
2375 #endif /* CONFIG_SMP */
2376
2377 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2378 {
2379         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2380         struct rq_flags rf;
2381
2382 #if defined(CONFIG_SMP)
2383         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2384                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2385                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
2386                 return;
2387         }
2388 #endif
2389
2390         rq_lock(rq, &rf);
2391         update_rq_clock(rq);
2392         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2393         rq_unlock(rq, &rf);
2394 }
2395
2396 /*
2397  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2398  *
2399  *  MIGRATION
2400  *
2401  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2402  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2403  * execution on its new CPU [c1].
2404  *
2405  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2406  *
2407  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2408  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2409  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2410  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2411  *
2412  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2413  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2414  *
2415  * Example:
2416  *
2417  *   CPU0            CPU1            CPU2
2418  *
2419  *   LOCK rq(0)->lock
2420  *   sched-out X
2421  *   sched-in Y
2422  *   UNLOCK rq(0)->lock
2423  *
2424  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2425  *                                   dequeue X
2426  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2427  *
2428  *                                   LOCK rq(1)->lock
2429  *                                   enqueue X
2430  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2431  *
2432  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2433  *                   sched-out Z
2434  *                   sched-in X
2435  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2436  *
2437  *
2438  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2439  *
2440  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2441  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2442  * chain to provide order. Instead we do:
2443  *
2444  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2445  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2446  *
2447  * Example:
2448  *
2449  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2450  *
2451  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2452  *   dequeue X
2453  *   sched-out X
2454  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2455  *
2456  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2457  *                    X->state = WAKING
2458  *                    set_task_cpu(X,2)
2459  *
2460  *                    LOCK rq(2)->lock
2461  *                    enqueue X
2462  *                    X->state = RUNNING
2463  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2464  *
2465  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2466  *                                          sched-out Z
2467  *                                          sched-in X
2468  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2469  *
2470  *                    UNLOCK X->pi_lock
2471  *   UNLOCK rq(0)->lock
2472  *
2473  *
2474  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2475  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2476  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2477  */
2478
2479 /**
2480  * try_to_wake_up - wake up a thread
2481  * @p: the thread to be awakened
2482  * @state: the mask of task states that can be woken
2483  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2484  *
2485  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2486  *
2487  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2488  *
2489  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2490  * set_current_state().
2491  *
2492  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2493  * state; see set_current_state().
2494  *
2495  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2496  *         %false otherwise.
2497  */
2498 static int
2499 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2500 {
2501         unsigned long flags;
2502         int cpu, success = 0;
2503
2504         preempt_disable();
2505         if (p == current) {
2506                 /*
2507                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2508                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2509                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2510                  * without taking any locks.
2511                  *
2512                  * In particular:
2513                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2514                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2515                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2516                  */
2517                 if (!(p->state & state))
2518                         goto out;
2519
2520                 success = 1;
2521                 cpu = task_cpu(p);
2522                 trace_sched_waking(p);
2523                 p->state = TASK_RUNNING;
2524                 trace_sched_wakeup(p);
2525                 goto out;
2526         }
2527
2528         /*
2529          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2530          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2531          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2532          * set_current_state() the waiting thread does.
2533          */
2534         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2535         smp_mb__after_spinlock();
2536         if (!(p->state & state))
2537                 goto unlock;
2538
2539         trace_sched_waking(p);
2540
2541         /* We're going to change ->state: */
2542         success = 1;
2543         cpu = task_cpu(p);
2544
2545         /*
2546          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2547          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2548          * in smp_cond_load_acquire() below.
2549          *
2550          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2551          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2552          *   UNLOCK rq->lock
2553          *
2554          * __schedule() (switch to task 'p')
2555          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2556          *   smp_mb__after_spinlock();
2557          *   UNLOCK rq->lock
2558          *
2559          * [task p]
2560          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2561          *
2562          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2563          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2564          *
2565          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
2566          */
2567         smp_rmb();
2568         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2569                 goto unlock;
2570
2571 #ifdef CONFIG_SMP
2572         /*
2573          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2574          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2575          *
2576          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2577          * from the runqueue.
2578          *
2579          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2580          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2581          *   UNLOCK rq->lock
2582          *
2583          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2584          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2585          *   smp_mb__after_spinlock();
2586          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2587          *
2588          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2589          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2590          */
2591         smp_rmb();
2592
2593         /*
2594          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2595          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2596          *
2597          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2598          *
2599          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2600          * their previous state and preserve Program Order.
2601          */
2602         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2603
2604         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2605         p->state = TASK_WAKING;
2606
2607         if (p->in_iowait) {
2608                 delayacct_blkio_end(p);
2609                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2610         }
2611
2612         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2613         if (task_cpu(p) != cpu) {
2614                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2615                 psi_ttwu_dequeue(p);
2616                 set_task_cpu(p, cpu);
2617         }
2618
2619 #else /* CONFIG_SMP */
2620
2621         if (p->in_iowait) {
2622                 delayacct_blkio_end(p);
2623                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2624         }
2625
2626 #endif /* CONFIG_SMP */
2627
2628         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2629 unlock:
2630         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2631 out:
2632         if (success)
2633                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2634         preempt_enable();
2635
2636         return success;
2637 }
2638
2639 /**
2640  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
2641  * @p: Process for which the function is to be invoked.
2642  * @func: Function to invoke.
2643  * @arg: Argument to function.
2644  *
2645  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
2646  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
2647  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
2648  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
2649  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
2650  * lightweight.
2651  *
2652  * Returns:
2653  *      @false if the task slipped out from under the locks.
2654  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
2655  *              However, @func can override this by returning @false.
2656  */
2657 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
2658 {
2659         bool ret = false;
2660         struct rq_flags rf;
2661         struct rq *rq;
2662
2663         lockdep_assert_irqs_enabled();
2664         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2665         if (p->on_rq) {
2666                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2667                 if (task_rq(p) == rq)
2668                         ret = func(p, arg);
2669                 rq_unlock(rq, &rf);
2670         } else {
2671                 switch (p->state) {
2672                 case TASK_RUNNING:
2673                 case TASK_WAKING:
2674                         break;
2675                 default:
2676                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
2677                         if (!p->on_rq)
2678                                 ret = func(p, arg);
2679                 }
2680         }
2681         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2682         return ret;
2683 }
2684
2685 /**
2686  * wake_up_process - Wake up a specific process
2687  * @p: The process to be woken up.
2688  *
2689  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2690  * processes.
2691  *
2692  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2693  *
2694  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2695  */
2696 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2697 {
2698         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2699 }
2700 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2701
2702 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2703 {
2704         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2705 }
2706
2707 /*
2708  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2709  * p is forked by current.
2710  *
2711  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2712  */
2713 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2714 {
2715         p->on_rq                        = 0;
2716
2717         p->se.on_rq                     = 0;
2718         p->se.exec_start                = 0;
2719         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2720         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2721         p->se.nr_migrations             = 0;
2722         p->se.vruntime                  = 0;
2723         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2724
2725 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2726         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2727 #endif
2728
2729 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2730         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2731         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2732 #endif
2733
2734         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2735         init_dl_task_timer(&p->dl);
2736         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2737         __dl_clear_params(p);
2738
2739         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2740         p->rt.timeout           = 0;
2741         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2742         p->rt.on_rq             = 0;
2743         p->rt.on_list           = 0;
2744
2745 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2746         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2747 #endif
2748
2749 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2750         p->capture_control = NULL;
2751 #endif
2752         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2753 }
2754
2755 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2756
2757 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2758
2759 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2760 {
2761         if (enabled)
2762                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2763         else
2764                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2765 }
2766
2767 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2768 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2769                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2770 {
2771         struct ctl_table t;
2772         int err;
2773         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2774
2775         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2776                 return -EPERM;
2777
2778         t = *table;
2779         t.data = &state;
2780         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2781         if (err < 0)
2782                 return err;
2783         if (write)
2784                 set_numabalancing_state(state);
2785         return err;
2786 }
2787 #endif
2788 #endif
2789
2790 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2791
2792 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2793 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2794
2795 static void set_schedstats(bool enabled)
2796 {
2797         if (enabled)
2798                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2799         else
2800                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2801 }
2802
2803 void force_schedstat_enabled(void)
2804 {
2805         if (!schedstat_enabled()) {
2806                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2807                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2808         }
2809 }
2810
2811 static int __init setup_schedstats(char *str)
2812 {
2813         int ret = 0;
2814         if (!str)
2815                 goto out;
2816
2817         /*
2818          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2819          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2820          * variable so init_schedstats() can do it later.
2821          */
2822         if (!strcmp(str, "enable")) {
2823                 __sched_schedstats = true;
2824                 ret = 1;
2825         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2826                 __sched_schedstats = false;
2827                 ret = 1;
2828         }
2829 out:
2830         if (!ret)
2831                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2832
2833         return ret;
2834 }
2835 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2836
2837 static void __init init_schedstats(void)
2838 {
2839         set_schedstats(__sched_schedstats);
2840 }
2841
2842 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2843 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2844                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2845 {
2846         struct ctl_table t;
2847         int err;
2848         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2849
2850         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2851                 return -EPERM;
2852
2853         t = *table;
2854         t.data = &state;
2855         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2856         if (err < 0)
2857                 return err;
2858         if (write)
2859                 set_schedstats(state);
2860         return err;
2861 }
2862 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2863 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2864 static inline void init_schedstats(void) {}
2865 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2866
2867 /*
2868  * fork()/clone()-time setup:
2869  */
2870 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2871 {
2872         unsigned long flags;
2873
2874         __sched_fork(clone_flags, p);
2875         /*
2876          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2877          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2878          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2879          */
2880         p->state = TASK_NEW;
2881
2882         /*
2883          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2884          */
2885         p->prio = current->normal_prio;
2886
2887         uclamp_fork(p);
2888
2889         /*
2890          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2891          */
2892         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2893                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2894                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2895                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2896                         p->rt_priority = 0;
2897                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2898                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2899
2900                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2901                 set_load_weight(p, false);
2902
2903                 /*
2904                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2905                  * fulfilled its duty:
2906                  */
2907                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2908         }
2909
2910         if (dl_prio(p->prio))
2911                 return -EAGAIN;
2912         else if (rt_prio(p->prio))
2913                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2914         else
2915                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2916
2917         init_entity_runnable_average(&p->se);
2918
2919         /*
2920          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2921          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2922          * is ran before sched_fork().
2923          *
2924          * Silence PROVE_RCU.
2925          */
2926         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2927         /*
2928          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2929          * so use __set_task_cpu().
2930          */
2931         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2932         if (p->sched_class->task_fork)
2933                 p->sched_class->task_fork(p);
2934         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2935
2936 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2937         if (likely(sched_info_on()))
2938                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2939 #endif
2940 #if defined(CONFIG_SMP)
2941         p->on_cpu = 0;
2942 #endif
2943         init_task_preempt_count(p);
2944 #ifdef CONFIG_SMP
2945         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2946         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2947 #endif
2948         return 0;
2949 }
2950
2951 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2952 {
2953         if (runtime == RUNTIME_INF)
2954                 return BW_UNIT;
2955
2956         /*
2957          * Doing this here saves a lot of checks in all
2958          * the calling paths, and returning zero seems
2959          * safe for them anyway.
2960          */
2961         if (period == 0)
2962                 return 0;
2963
2964         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2965 }
2966
2967 /*
2968  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2969  *
2970  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2971  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2972  * on the runqueue and wakes it.
2973  */
2974 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2975 {
2976         struct rq_flags rf;
2977         struct rq *rq;
2978
2979         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2980         p->state = TASK_RUNNING;
2981 #ifdef CONFIG_SMP
2982         /*
2983          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2984          *  - cpus_ptr can change in the fork path
2985          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2986          *
2987          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2988          * as we're not fully set-up yet.
2989          */
2990         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2991         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2992 #endif
2993         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2994         update_rq_clock(rq);
2995         post_init_entity_util_avg(p);
2996
2997         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2998         trace_sched_wakeup_new(p);
2999         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3000 #ifdef CONFIG_SMP
3001         if (p->sched_class->task_woken) {
3002                 /*
3003                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
3004                  * drop it.
3005                  */
3006                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3007                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3008                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3009         }
3010 #endif
3011         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3012 }
3013
3014 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3015
3016 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3017
3018 void preempt_notifier_inc(void)
3019 {
3020         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3021 }
3022 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3023
3024 void preempt_notifier_dec(void)
3025 {
3026         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3027 }
3028 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3029
3030 /**
3031  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3032  * @notifier: notifier struct to register
3033  */
3034 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3035 {
3036         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3037                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3038
3039         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3040 }
3041 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3042
3043 /**
3044  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3045  * @notifier: notifier struct to unregister
3046  *
3047  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3048  */
3049 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3050 {
3051         hlist_del(&notifier->link);
3052 }
3053 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3054
3055 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3056 {
3057         struct preempt_notifier *notifier;
3058
3059         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3060                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3061 }
3062
3063 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3064 {
3065         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3066                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3067 }
3068
3069 static void
3070 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3071                                    struct task_struct *next)
3072 {
3073         struct preempt_notifier *notifier;
3074
3075         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3076                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3077 }
3078
3079 static __always_inline void
3080 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3081                                  struct task_struct *next)
3082 {
3083         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3084                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3085 }
3086
3087 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3088
3089 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3090 {
3091 }
3092
3093 static inline void
3094 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3095                                  struct task_struct *next)
3096 {
3097 }
3098
3099 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3100
3101 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3102 {
3103 #ifdef CONFIG_SMP
3104         /*
3105          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3106          * such that any running task will have this set.
3107          */
3108         next->on_cpu = 1;
3109 #endif
3110 }
3111
3112 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3113 {
3114 #ifdef CONFIG_SMP
3115         /*
3116          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3117          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3118          * finished.
3119          *
3120          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3121          * happen before this.
3122          *
3123          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3124          */
3125         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3126 #endif
3127 }
3128
3129 static inline void
3130 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3131 {
3132         /*
3133          * Since the runqueue lock will be released by the next
3134          * task (which is an invalid locking op but in the case
3135          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3136          * do an early lockdep release here:
3137          */
3138         rq_unpin_lock(rq, rf);
3139         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3140 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3141         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3142         rq->lock.owner = next;
3143 #endif
3144 }
3145
3146 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3147 {
3148         /*
3149          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3150          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3151          * prev into current:
3152          */
3153         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3154         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3155 }
3156
3157 /*
3158  * NOP if the arch has not defined these:
3159  */
3160
3161 #ifndef prepare_arch_switch
3162 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3163 #endif
3164
3165 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3166 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3167 #endif
3168
3169 /**
3170  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3171  * @rq: the runqueue preparing to switch
3172  * @prev: the current task that is being switched out
3173  * @next: the task we are going to switch to.
3174  *
3175  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3176  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3177  * switch.
3178  *
3179  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3180  * hooks.
3181  */
3182 static inline void
3183 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3184                     struct task_struct *next)
3185 {
3186         kcov_prepare_switch(prev);
3187         sched_info_switch(rq, prev, next);
3188         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3189         rseq_preempt(prev);
3190         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3191         prepare_task(next);
3192         prepare_arch_switch(next);
3193 }
3194
3195 /**
3196  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3197  * @prev: the thread we just switched away from.
3198  *
3199  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3200  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3201  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3202  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3203  *
3204  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3205  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3206  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3207  * details.)
3208  *
3209  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3210  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3211  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3212  * because prev may have moved to another CPU.
3213  */
3214 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3215         __releases(rq->lock)
3216 {
3217         struct rq *rq = this_rq();
3218         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3219         long prev_state;
3220
3221         /*
3222          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3223          * because it left us after:
3224          *
3225          *      schedule()
3226          *        preempt_disable();                    // 1
3227          *        __schedule()
3228          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3229          *
3230          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3231          */
3232         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3233                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3234                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3235                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3236
3237         rq->prev_mm = NULL;
3238
3239         /*
3240          * A task struct has one reference for the use as "current".
3241          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3242          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3243          * the scheduled task must drop that reference.
3244          *
3245          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3246          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3247          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3248          * transition, resulting in a double drop.
3249          */
3250         prev_state = prev->state;
3251         vtime_task_switch(prev);
3252         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3253         finish_task(prev);
3254         finish_lock_switch(rq);
3255         finish_arch_post_lock_switch();
3256         kcov_finish_switch(current);
3257
3258         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3259         /*
3260          * When switching through a kernel thread, the loop in
3261          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3262          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3263          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3264          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3265          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3266          *
3267          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3268          *   provided by mmdrop(),
3269          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3270          */
3271         if (mm) {
3272                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3273                 mmdrop(mm);
3274         }
3275         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3276                 if (prev->sched_class->task_dead)
3277                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3278
3279                 /*
3280                  * Remove function-return probe instances associated with this
3281                  * task and put them back on the free list.
3282                  */
3283                 kprobe_flush_task(prev);
3284
3285                 /* Task is done with its stack. */
3286                 put_task_stack(prev);
3287
3288                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3289         }
3290
3291         tick_nohz_task_switch();
3292         return rq;
3293 }
3294
3295 #ifdef CONFIG_SMP
3296
3297 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3298 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3299 {
3300         struct callback_head *head, *next;
3301         void (*func)(struct rq *rq);
3302         unsigned long flags;
3303
3304         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3305         head = rq->balance_callback;
3306         rq->balance_callback = NULL;
3307         while (head) {
3308                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3309                 next = head->next;
3310                 head->next = NULL;
3311                 head = next;
3312
3313                 func(rq);
3314         }
3315         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3316 }
3317
3318 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3319 {
3320         if (unlikely(rq->balance_callback))
3321                 __balance_callback(rq);
3322 }
3323
3324 #else
3325
3326 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3327 {
3328 }
3329
3330 #endif
3331
3332 /**
3333  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3334  * @prev: the thread we just switched away from.
3335  */
3336 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3337         __releases(rq->lock)
3338 {
3339         struct rq *rq;
3340
3341         /*
3342          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3343          * finish_task_switch() for details.
3344          *
3345          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3346          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3347          * PREEMPT_COUNT kernels).
3348          */
3349
3350         rq = finish_task_switch(prev);
3351         balance_callback(rq);
3352         preempt_enable();
3353
3354         if (current->set_child_tid)
3355                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3356
3357         calculate_sigpending();
3358 }
3359
3360 /*
3361  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3362  */
3363 static __always_inline struct rq *
3364 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3365                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3366 {
3367         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3368
3369         /*
3370          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3371          * combine the page table reload and the switch backend into
3372          * one hypercall.
3373          */
3374         arch_start_context_switch(prev);
3375
3376         /*
3377          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3378          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3379          *
3380          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3381          *   user ->   user   switch
3382          */
3383         if (!next->mm) {                                // to kernel
3384                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3385
3386                 next->active_mm = prev->active_mm;
3387                 if (prev->mm)                           // from user
3388                         mmgrab(prev->active_mm);
3389                 else
3390                         prev->active_mm = NULL;
3391         } else {                                        // to user
3392                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3393                 /*
3394                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3395                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3396                  *
3397                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3398                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3399                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3400                  */
3401                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3402
3403                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3404                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3405                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3406                         prev->active_mm = NULL;
3407                 }
3408         }
3409
3410         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3411
3412         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3413
3414         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3415         switch_to(prev, next, prev);
3416         barrier();
3417
3418         return finish_task_switch(prev);
3419 }
3420
3421 /*
3422  * nr_running and nr_context_switches:
3423  *
3424  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3425  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3426  */
3427 unsigned long nr_running(void)
3428 {
3429         unsigned long i, sum = 0;
3430
3431         for_each_online_cpu(i)
3432                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3433
3434         return sum;
3435 }
3436
3437 /*
3438  * Check if only the current task is running on the CPU.
3439  *
3440  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3441  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3442  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3443  *
3444  * - from a non-preemptible section (of course)
3445  *
3446  * - from a thread that is bound to a single CPU
3447  *
3448  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3449  */
3450 bool single_task_running(void)
3451 {
3452         return raw_rq()->nr_running == 1;
3453 }
3454 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3455
3456 unsigned long long nr_context_switches(void)
3457 {
3458         int i;
3459         unsigned long long sum = 0;
3460
3461         for_each_possible_cpu(i)
3462                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3463
3464         return sum;
3465 }
3466
3467 /*
3468  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3469  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3470  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3471  * it does become runnable.
3472  */
3473
3474 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3475 {
3476         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3477 }
3478
3479 /*
3480  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3481  *
3482  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3483  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3484  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3485  *
3486  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3487  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3488  * running and we'd not be idle.
3489  *
3490  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3491  * is broken.
3492  *
3493  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3494  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3495  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3496  * utilising both CPUs.
3497  *
3498  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3499  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3500  *
3501  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3502  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3503  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3504  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3505  *
3506  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3507  */
3508
3509 unsigned long nr_iowait(void)
3510 {
3511         unsigned long i, sum = 0;
3512
3513         for_each_possible_cpu(i)
3514                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3515
3516         return sum;
3517 }
3518
3519 #ifdef CONFIG_SMP
3520
3521 /*
3522  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3523  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3524  */
3525 void sched_exec(void)
3526 {
3527         struct task_struct *p = current;
3528         unsigned long flags;
3529         int dest_cpu;
3530
3531         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3532         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3533         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3534                 goto unlock;
3535
3536         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3537                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3538
3539                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3540                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3541                 return;
3542         }
3543 unlock:
3544         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3545 }
3546
3547 #endif
3548
3549 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3550 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3551
3552 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3553 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3554
3555 /*
3556  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3557  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3558  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3559  * Prefetching this data results in improved performance.
3560  */
3561 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3562 {
3563 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3564         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3565 #else
3566         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3567 #endif
3568         prefetch(curr);
3569         prefetch(&curr->exec_start);
3570 }
3571
3572 /*
3573  * Return accounted runtime for the task.
3574  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3575  * pending runtime that have not been accounted yet.
3576  */
3577 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3578 {
3579         struct rq_flags rf;
3580         struct rq *rq;
3581         u64 ns;
3582
3583 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3584         /*
3585          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3586          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3587          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3588          *
3589          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3590          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3591          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3592          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3593          * been accounted, so we're correct here as well.
3594          */
3595         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3596                 return p->se.sum_exec_runtime;
3597 #endif
3598
3599         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3600         /*
3601          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3602          * project cycles that may never be accounted to this
3603          * thread, breaking clock_gettime().
3604          */
3605         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3606                 prefetch_curr_exec_start(p);
3607                 update_rq_clock(rq);
3608                 p->sched_class->update_curr(rq);
3609         }
3610         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3611         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3612
3613         return ns;
3614 }
3615
3616 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, thermal_pressure);
3617
3618 void arch_set_thermal_pressure(struct cpumask *cpus,
3619                                unsigned long th_pressure)
3620 {
3621         int cpu;
3622
3623         for_each_cpu(cpu, cpus)
3624                 WRITE_ONCE(per_cpu(thermal_pressure, cpu), th_pressure);
3625 }
3626
3627 /*
3628  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3629  * We call it with interrupts disabled.
3630  */
3631 void scheduler_tick(void)
3632 {
3633         int cpu = smp_processor_id();
3634         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3635         struct task_struct *curr = rq->curr;
3636         struct rq_flags rf;
3637         unsigned long thermal_pressure;
3638
3639         arch_scale_freq_tick();
3640         sched_clock_tick();
3641
3642         rq_lock(rq, &rf);
3643
3644         update_rq_clock(rq);
3645         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
3646         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
3647         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3648         calc_global_load_tick(rq);
3649         psi_task_tick(rq);
3650
3651         rq_unlock(rq, &rf);
3652
3653         perf_event_task_tick();
3654
3655 #ifdef CONFIG_SMP
3656         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3657         trigger_load_balance(rq);
3658 #endif
3659 }
3660
3661 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3662
3663 struct tick_work {
3664         int                     cpu;
3665         atomic_t                state;
3666         struct delayed_work     work;
3667 };
3668 /* Values for ->state, see diagram below. */
3669 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3670 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3671 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3672
3673 /*
3674  * State diagram for ->state:
3675  *
3676  *
3677  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3678  *                    |   ^
3679  *                    |   |
3680  *                    |   | sched_tick_remote()
3681  *                    |   |
3682  *                    |   |
3683  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3684  *                    |   ^
3685  *                    |   |
3686  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3687  *                    |   |
3688  *                    V   |
3689  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3690  *
3691  *
3692  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3693  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3694  */
3695
3696 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3697
3698 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3699 {
3700         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3701         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3702         int cpu = twork->cpu;
3703         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3704         struct task_struct *curr;
3705         struct rq_flags rf;
3706         u64 delta;
3707         int os;
3708
3709         /*
3710          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3711          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3712          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3713          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3714          * of when exactly it is running.
3715          */
3716         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3717                 goto out_requeue;
3718
3719         rq_lock_irq(rq, &rf);
3720         curr = rq->curr;
3721         if (cpu_is_offline(cpu))
3722                 goto out_unlock;
3723
3724         update_rq_clock(rq);
3725
3726         if (!is_idle_task(curr)) {
3727                 /*
3728                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3729                  * amount of time.
3730                  */
3731                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3732                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3733         }
3734         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3735
3736         calc_load_nohz_remote(rq);
3737 out_unlock:
3738         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3739 out_requeue:
3740
3741         /*
3742          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3743          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3744          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3745          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3746          */
3747         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3748         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3749         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3750                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3751 }
3752
3753 static void sched_tick_start(int cpu)
3754 {
3755         int os;
3756         struct tick_work *twork;
3757
3758         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3759                 return;
3760
3761         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3762
3763         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3764         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3765         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3766         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3767                 twork->cpu = cpu;
3768                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3769                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3770         }
3771 }
3772
3773 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3774 static void sched_tick_stop(int cpu)
3775 {
3776         struct tick_work *twork;
3777         int os;
3778
3779         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3780                 return;
3781
3782         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3783
3784         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3785         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3786         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3787         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3788         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3789 }
3790 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3791
3792 int __init sched_tick_offload_init(void)
3793 {
3794         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3795         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3796         return 0;
3797 }
3798
3799 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3800 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3801 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3802 #endif
3803
3804 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3805                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3806 /*
3807  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3808  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3809  */
3810 static inline void preempt_latency_start(int val)
3811 {
3812         if (preempt_count() == val) {
3813                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3814 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3815                 current->preempt_disable_ip = ip;
3816 #endif
3817                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3818         }
3819 }
3820
3821 void preempt_count_add(int val)
3822 {
3823 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3824         /*
3825          * Underflow?
3826          */
3827         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3828                 return;
3829 #endif
3830         __preempt_count_add(val);
3831 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3832         /*
3833          * Spinlock count overflowing soon?
3834          */
3835         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3836                                 PREEMPT_MASK - 10);
3837 #endif
3838         preempt_latency_start(val);
3839 }
3840 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3841 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3842
3843 /*
3844  * If the value passed in equals to the current preempt count
3845  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3846  */
3847 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3848 {
3849         if (preempt_count() == val)
3850                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3851 }
3852
3853 void preempt_count_sub(int val)
3854 {
3855 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3856         /*
3857          * Underflow?
3858          */
3859         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3860                 return;
3861         /*
3862          * Is the spinlock portion underflowing?
3863          */
3864         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3865                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3866                 return;
3867 #endif
3868
3869         preempt_latency_stop(val);
3870         __preempt_count_sub(val);
3871 }
3872 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3873 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3874
3875 #else
3876 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3877 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3878 #endif
3879
3880 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3881 {
3882 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3883         return p->preempt_disable_ip;
3884 #else
3885         return 0;
3886 #endif
3887 }
3888
3889 /*
3890  * Print scheduling while atomic bug:
3891  */
3892 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3893 {
3894         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3895         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3896
3897         if (oops_in_progress)
3898                 return;
3899
3900         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3901                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3902
3903         debug_show_held_locks(prev);
3904         print_modules();
3905         if (irqs_disabled())
3906                 print_irqtrace_events(prev);
3907         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3908             && in_atomic_preempt_off()) {
3909                 pr_err("Preemption disabled at:");
3910                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3911                 pr_cont("\n");
3912         }
3913         if (panic_on_warn)
3914                 panic("scheduling while atomic\n");
3915
3916         dump_stack();
3917         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3918 }
3919
3920 /*
3921  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3922  */
3923 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3924 {
3925 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3926         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3927                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3928 #endif
3929
3930 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3931         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3932                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3933                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3934                 dump_stack();
3935                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3936         }
3937 #endif
3938
3939         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3940                 __schedule_bug(prev);
3941                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3942         }
3943         rcu_sleep_check();
3944
3945         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3946
3947         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3948 }
3949
3950 /*
3951  * Pick up the highest-prio task:
3952  */
3953 static inline struct task_struct *
3954 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3955 {
3956         const struct sched_class *class;
3957         struct task_struct *p;
3958
3959         /*
3960          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3961          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3962          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3963          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3964          */
3965         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3966                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3967                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3968
3969                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
3970                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3971                         goto restart;
3972
3973                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3974                 if (!p) {
3975                         put_prev_task(rq, prev);
3976                         p = pick_next_task_idle(rq);
3977                 }
3978
3979                 return p;
3980         }
3981
3982 restart:
3983 #ifdef CONFIG_SMP
3984         /*
3985          * We must do the balancing pass before put_next_task(), such
3986          * that when we release the rq->lock the task is in the same
3987          * state as before we took rq->lock.
3988          *
3989          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
3990          * a runnable task of @class priority or higher.
3991          */
3992         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
3993                 if (class->balance(rq, prev, rf))
3994                         break;
3995         }
3996 #endif
3997
3998         put_prev_task(rq, prev);
3999
4000         for_each_class(class) {
4001                 p = class->pick_next_task(rq);
4002                 if (p)
4003                         return p;
4004         }
4005
4006         /* The idle class should always have a runnable task: */
4007         BUG();
4008 }
4009
4010 /*
4011  * __schedule() is the main scheduler function.
4012  *
4013  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4014  *
4015  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4016  *
4017  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4018  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4019  *
4020  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4021  *      interrupt handler scheduler_tick().
4022  *
4023  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
4024  *      task to the run-queue and that's it.
4025  *
4026  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
4027  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
4028  *      called on the nearest possible occasion:
4029  *
4030  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
4031  *
4032  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4033  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4034  *           spin_unlock()!)
4035  *
4036  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4037  *           preemptible context
4038  *
4039  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4040  *         then at the next:
4041  *
4042  *          - cond_resched() call
4043  *          - explicit schedule() call
4044  *          - return from syscall or exception to user-space
4045  *          - return from interrupt-handler to user-space
4046  *
4047  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4048  */
4049 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4050 {
4051         struct task_struct *prev, *next;
4052         unsigned long *switch_count;
4053         struct rq_flags rf;
4054         struct rq *rq;
4055         int cpu;
4056
4057         cpu = smp_processor_id();
4058         rq = cpu_rq(cpu);
4059         prev = rq->curr;
4060
4061         schedule_debug(prev, preempt);
4062
4063         if (sched_feat(HRTICK))
4064                 hrtick_clear(rq);
4065
4066         local_irq_disable();
4067         rcu_note_context_switch(preempt);
4068
4069         /*
4070          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4071          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4072          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4073          *
4074          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4075          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4076          */
4077         rq_lock(rq, &rf);
4078         smp_mb__after_spinlock();
4079
4080         /* Promote REQ to ACT */
4081         rq->clock_update_flags <<= 1;
4082         update_rq_clock(rq);
4083
4084         switch_count = &prev->nivcsw;
4085         if (!preempt && prev->state) {
4086                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4087                         prev->state = TASK_RUNNING;
4088                 } else {
4089                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4090
4091                         if (prev->in_iowait) {
4092                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4093                                 delayacct_blkio_start();
4094                         }
4095                 }
4096                 switch_count = &prev->nvcsw;
4097         }
4098
4099         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4100         clear_tsk_need_resched(prev);
4101         clear_preempt_need_resched();
4102
4103         if (likely(prev != next)) {
4104                 rq->nr_switches++;
4105                 /*
4106                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4107                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4108                  */
4109                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4110                 /*
4111                  * The membarrier system call requires each architecture
4112                  * to have a full memory barrier after updating
4113                  * rq->curr, before returning to user-space.
4114                  *
4115                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4116                  * various architectures:
4117                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4118                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4119                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4120                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4121                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4122                  *   is a RELEASE barrier),
4123                  */
4124                 ++*switch_count;
4125
4126                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
4127
4128                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4129
4130                 /* Also unlocks the rq: */
4131                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4132         } else {
4133                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4134                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4135         }
4136
4137         balance_callback(rq);
4138 }
4139
4140 void __noreturn do_task_dead(void)
4141 {
4142         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4143         set_special_state(TASK_DEAD);
4144
4145         /* Tell freezer to ignore us: */
4146         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4147
4148         __schedule(false);
4149         BUG();
4150
4151         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4152         for (;;)
4153                 cpu_relax();
4154 }
4155
4156 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4157 {
4158         if (!tsk->state)
4159                 return;
4160
4161         /*
4162          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4163          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4164          * As this function is called inside the schedule() context,
4165          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4166          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4167          * requires it.
4168          */
4169         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4170                 preempt_disable();
4171                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4172                         wq_worker_sleeping(tsk);
4173                 else
4174                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4175                 preempt_enable_no_resched();
4176         }
4177
4178         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4179                 return;
4180
4181         /*
4182          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4183          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4184          */
4185         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4186                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4187 }
4188
4189 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4190 {
4191         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4192                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4193                         wq_worker_running(tsk);
4194                 else
4195                         io_wq_worker_running(tsk);
4196         }
4197 }
4198
4199 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4200 {
4201         struct task_struct *tsk = current;
4202
4203         sched_submit_work(tsk);
4204         do {
4205                 preempt_disable();
4206                 __schedule(false);
4207                 sched_preempt_enable_no_resched();
4208         } while (need_resched());
4209         sched_update_worker(tsk);
4210 }
4211 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4212
4213 /*
4214  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4215  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4216  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4217  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4218  * (schedule out non-voluntarily).
4219  *
4220  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4221  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4222  */
4223 void __sched schedule_idle(void)
4224 {
4225         /*
4226          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4227          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4228          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4229          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4230          * TASK_RUNNING state.
4231          */
4232         WARN_ON_ONCE(current->state);
4233         do {
4234                 __schedule(false);
4235         } while (need_resched());
4236 }
4237
4238 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4239 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4240 {
4241         /*
4242          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4243          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4244          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4245          * we find a better solution.
4246          *
4247          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4248          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4249          * too frequently to make sense yet.
4250          */
4251         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4252         schedule();
4253         exception_exit(prev_state);
4254 }
4255 #endif
4256
4257 /**
4258  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4259  *
4260  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4261  */
4262 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4263 {
4264         sched_preempt_enable_no_resched();
4265         schedule();
4266         preempt_disable();
4267 }
4268
4269 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4270 {
4271         do {
4272                 /*
4273                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4274                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4275                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4276                  * by the function tracer will call this function again and
4277                  * cause infinite recursion.
4278                  *
4279                  * Preemption must be disabled here before the function
4280                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4281                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4282                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4283                  * which can also be traced by the function tracer.
4284                  */
4285                 preempt_disable_notrace();
4286                 preempt_latency_start(1);
4287                 __schedule(true);
4288                 preempt_latency_stop(1);
4289                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4290
4291                 /*
4292                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4293                  * between schedule and now.
4294                  */
4295         } while (need_resched());
4296 }
4297
4298 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4299 /*
4300  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4301  * off of preempt_enable.
4302  */
4303 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4304 {
4305         /*
4306          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4307          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4308          */
4309         if (likely(!preemptible()))
4310                 return;
4311
4312         preempt_schedule_common();
4313 }
4314 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4315 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4316
4317 /**
4318  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4319  *
4320  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4321  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4322  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4323  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4324  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4325  * to be called when the system is still in usermode.
4326  *
4327  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4328  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4329  * calling the scheduler.
4330  */
4331 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4332 {
4333         enum ctx_state prev_ctx;
4334
4335         if (likely(!preemptible()))
4336                 return;
4337
4338         do {
4339                 /*
4340                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4341                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4342                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4343                  * by the function tracer will call this function again and
4344                  * cause infinite recursion.
4345                  *
4346                  * Preemption must be disabled here before the function
4347                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4348                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4349                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4350                  * which can also be traced by the function tracer.
4351                  */
4352                 preempt_disable_notrace();
4353                 preempt_latency_start(1);
4354                 /*
4355                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4356                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4357                  * an infinite recursion.
4358                  */
4359                 prev_ctx = exception_enter();
4360                 __schedule(true);
4361                 exception_exit(prev_ctx);
4362
4363                 preempt_latency_stop(1);
4364                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4365         } while (need_resched());
4366 }
4367 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4368
4369 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4370
4371 /*
4372  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4373  * off of irq context.
4374  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4375  * protect us against recursive calling from irq.
4376  */
4377 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4378 {
4379         enum ctx_state prev_state;
4380
4381         /* Catch callers which need to be fixed */
4382         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4383
4384         prev_state = exception_enter();
4385
4386         do {
4387                 preempt_disable();
4388                 local_irq_enable();
4389                 __schedule(true);
4390                 local_irq_disable();
4391                 sched_preempt_enable_no_resched();
4392         } while (need_resched());
4393
4394         exception_exit(prev_state);
4395 }
4396
4397 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4398                           void *key)
4399 {
4400         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4401 }
4402 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4403
4404 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4405
4406 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4407 {
4408         if (pi_task)
4409                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4410
4411         return prio;
4412 }
4413
4414 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4415 {
4416         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4417
4418         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4419 }
4420
4421 /*
4422  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4423  * @p: task to boost
4424  * @pi_task: donor task
4425  *
4426  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4427  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4428  *
4429  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4430  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4431  */
4432 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4433 {
4434         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4435                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4436         const struct sched_class *prev_class;
4437         struct rq_flags rf;
4438         struct rq *rq;
4439
4440         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4441         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4442
4443         /*
4444          * If nothing changed; bail early.
4445          */
4446         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4447                 return;
4448
4449         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4450         update_rq_clock(rq);
4451         /*
4452          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4453          * either lock.
4454          *
4455          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4456          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4457          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4458          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4459          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4460          */
4461         p->pi_top_task = pi_task;
4462
4463         /*
4464          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4465          */
4466         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4467                 goto out_unlock;
4468
4469         /*
4470          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4471          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4472          *
4473          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4474          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4475          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4476          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4477          * with interrupts disabled and will complete the lock
4478          * protected section without being interrupted. So there is no
4479          * real need to boost.
4480          */
4481         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4482                 WARN_ON(p != rq->curr);
4483                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4484                 goto out_unlock;
4485         }
4486
4487         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4488         oldprio = p->prio;
4489
4490         if (oldprio == prio)
4491                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4492
4493         prev_class = p->sched_class;
4494         queued = task_on_rq_queued(p);
4495         running = task_current(rq, p);
4496         if (queued)
4497                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4498         if (running)
4499                 put_prev_task(rq, p);
4500
4501         /*
4502          * Boosting condition are:
4503          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4504          *      --> -dl task blocks on mutex A
4505          *
4506          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4507          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4508          *          running task
4509          */
4510         if (dl_prio(prio)) {
4511                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4512                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4513                         p->dl.dl_boosted = 1;
4514                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4515                 } else
4516                         p->dl.dl_boosted = 0;
4517                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4518         } else if (rt_prio(prio)) {
4519                 if (dl_prio(oldprio))
4520                         p->dl.dl_boosted = 0;
4521                 if (oldprio < prio)
4522                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4523                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4524         } else {
4525                 if (dl_prio(oldprio))
4526                         p->dl.dl_boosted = 0;
4527                 if (rt_prio(oldprio))
4528                         p->rt.timeout = 0;
4529                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4530         }
4531
4532         p->prio = prio;
4533
4534         if (queued)
4535                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4536         if (running)
4537                 set_next_task(rq, p);
4538
4539         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4540 out_unlock:
4541         /* Avoid rq from going away on us: */
4542         preempt_disable();
4543         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4544
4545         balance_callback(rq);
4546         preempt_enable();
4547 }
4548 #else
4549 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4550 {
4551         return prio;
4552 }
4553 #endif
4554
4555 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4556 {
4557         bool queued, running;
4558         int old_prio;
4559         struct rq_flags rf;
4560         struct rq *rq;
4561
4562         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4563                 return;
4564         /*
4565          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4566          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4567          */
4568         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4569         update_rq_clock(rq);
4570
4571         /*
4572          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4573          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4574          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4575          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4576          */
4577         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4578                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4579                 goto out_unlock;
4580         }
4581         queued = task_on_rq_queued(p);
4582         running = task_current(rq, p);
4583         if (queued)
4584                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4585         if (running)
4586                 put_prev_task(rq, p);
4587
4588         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4589         set_load_weight(p, true);
4590         old_prio = p->prio;
4591         p->prio = effective_prio(p);
4592
4593         if (queued)
4594                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4595         if (running)
4596                 set_next_task(rq, p);
4597
4598         /*
4599          * If the task increased its priority or is running and
4600          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4601          */
4602         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
4603
4604 out_unlock:
4605         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4606 }
4607 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4608
4609 /*
4610  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4611  * @p: task
4612  * @nice: nice value
4613  */
4614 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4615 {
4616         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4617         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4618
4619         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4620                 capable(CAP_SYS_NICE));
4621 }
4622
4623 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4624
4625 /*
4626  * sys_nice - change the priority of the current process.
4627  * @increment: priority increment
4628  *
4629  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4630  * does similar things.
4631  */
4632 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4633 {
4634         long nice, retval;
4635
4636         /*
4637          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4638          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4639          * and we have a single winner.
4640          */
4641         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4642         nice = task_nice(current) + increment;
4643
4644         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4645         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4646                 return -EPERM;
4647
4648         retval = security_task_setnice(current, nice);
4649         if (retval)
4650                 return retval;
4651
4652         set_user_nice(current, nice);
4653         return 0;
4654 }
4655
4656 #endif
4657
4658 /**
4659  * task_prio - return the priority value of a given task.
4660  * @p: the task in question.
4661  *
4662  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4663  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4664  * around 0, value goes from -16 to +15.
4665  */
4666 int task_prio(const struct task_struct *p)
4667 {
4668         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4669 }
4670
4671 /**
4672  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4673  * @cpu: the processor in question.
4674  *
4675  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4676  */
4677 int idle_cpu(int cpu)
4678 {
4679         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4680
4681         if (rq->curr != rq->idle)
4682                 return 0;
4683
4684         if (rq->nr_running)
4685                 return 0;
4686
4687 #ifdef CONFIG_SMP
4688         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4689                 return 0;
4690 #endif
4691
4692         return 1;
4693 }
4694
4695 /**
4696  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4697  * @cpu: the CPU in question.
4698  *
4699  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4700  */
4701 int available_idle_cpu(int cpu)
4702 {
4703         if (!idle_cpu(cpu))
4704                 return 0;
4705
4706         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4707                 return 0;
4708
4709         return 1;
4710 }
4711
4712 /**
4713  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4714  * @cpu: the processor in question.
4715  *
4716  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4717  */
4718 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4719 {
4720         return cpu_rq(cpu)->idle;
4721 }
4722
4723 /**
4724  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4725  * @pid: the pid in question.
4726  *
4727  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4728  */
4729 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4730 {
4731         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4732 }
4733
4734 /*
4735  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4736  * it calls know not to change it.
4737  */
4738 #define SETPARAM_POLICY -1
4739
4740 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4741                 const struct sched_attr *attr)
4742 {
4743         int policy = attr->sched_policy;
4744
4745         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4746                 policy = p->policy;
4747
4748         p->policy = policy;
4749
4750         if (dl_policy(policy))
4751                 __setparam_dl(p, attr);
4752         else if (fair_policy(policy))
4753                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4754
4755         /*
4756          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4757          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4758          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4759          */
4760         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4761         p->normal_prio = normal_prio(p);
4762         set_load_weight(p, true);
4763 }
4764
4765 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4766 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4767                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4768 {
4769         /*
4770          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4771          * either.
4772          */
4773         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4774                 return;
4775
4776         __setscheduler_params(p, attr);
4777
4778         /*
4779          * Keep a potential priority boosting if called from
4780          * sched_setscheduler().
4781          */
4782         p->prio = normal_prio(p);
4783         if (keep_boost)
4784                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4785
4786         if (dl_prio(p->prio))
4787                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4788         else if (rt_prio(p->prio))
4789                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4790         else
4791                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4792 }
4793
4794 /*
4795  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4796  */
4797 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4798 {
4799         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4800         bool match;
4801
4802         rcu_read_lock();
4803         pcred = __task_cred(p);
4804         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4805                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4806         rcu_read_unlock();
4807         return match;
4808 }
4809
4810 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4811                                 const struct sched_attr *attr,
4812                                 bool user, bool pi)
4813 {
4814         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4815                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4816         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4817         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4818         const struct sched_class *prev_class;
4819         struct rq_flags rf;
4820         int reset_on_fork;
4821         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4822         struct rq *rq;
4823
4824         /* The pi code expects interrupts enabled */
4825         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4826 recheck:
4827         /* Double check policy once rq lock held: */
4828         if (policy < 0) {
4829                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4830                 policy = oldpolicy = p->policy;
4831         } else {
4832                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4833
4834                 if (!valid_policy(policy))
4835                         return -EINVAL;
4836         }
4837
4838         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4839                 return -EINVAL;
4840
4841         /*
4842          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4843          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4844          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4845          */
4846         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4847             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4848                 return -EINVAL;
4849         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4850             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4851                 return -EINVAL;
4852
4853         /*
4854          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4855          */
4856         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4857                 if (fair_policy(policy)) {
4858                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4859                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4860                                 return -EPERM;
4861                 }
4862
4863                 if (rt_policy(policy)) {
4864                         unsigned long rlim_rtprio =
4865                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4866
4867                         /* Can't set/change the rt policy: */
4868                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4869                                 return -EPERM;
4870
4871                         /* Can't increase priority: */
4872                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4873                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4874                                 return -EPERM;
4875                 }
4876
4877                  /*
4878                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4879                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4880                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4881                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4882                   */
4883                 if (dl_policy(policy))
4884                         return -EPERM;
4885
4886                 /*
4887                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4888                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4889                  */
4890                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4891                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4892                                 return -EPERM;
4893                 }
4894
4895                 /* Can't change other user's priorities: */
4896                 if (!check_same_owner(p))
4897                         return -EPERM;
4898
4899                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4900                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4901                         return -EPERM;
4902         }
4903
4904         if (user) {
4905                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4906                         return -EINVAL;
4907
4908                 retval = security_task_setscheduler(p);
4909                 if (retval)
4910                         return retval;
4911         }
4912
4913         /* Update task specific "requested" clamps */
4914         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4915                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4916                 if (retval)
4917                         return retval;
4918         }
4919
4920         if (pi)
4921                 cpuset_read_lock();
4922
4923         /*
4924          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4925          * changing the priority of the task:
4926          *
4927          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4928          * runqueue lock must be held.
4929          */
4930         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4931         update_rq_clock(rq);
4932
4933         /*
4934          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4935          */
4936         if (p == rq->stop) {
4937                 retval = -EINVAL;
4938                 goto unlock;
4939         }
4940
4941         /*
4942          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4943          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4944          */
4945         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4946                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4947                         goto change;
4948                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4949                         goto change;
4950                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4951                         goto change;
4952                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4953                         goto change;
4954
4955                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4956                 retval = 0;
4957                 goto unlock;
4958         }
4959 change:
4960
4961         if (user) {
4962 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4963                 /*
4964                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4965                  * assigned.
4966                  */
4967                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4968                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4969                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4970                         retval = -EPERM;
4971                         goto unlock;
4972                 }
4973 #endif
4974 #ifdef CONFIG_SMP
4975                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
4976                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
4977                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4978
4979                         /*
4980                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4981                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4982                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4983                          */
4984                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
4985                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4986                                 retval = -EPERM;
4987                                 goto unlock;
4988                         }
4989                 }
4990 #endif
4991         }
4992
4993         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4994         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4995                 policy = oldpolicy = -1;
4996                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4997                 if (pi)
4998                         cpuset_read_unlock();
4999                 goto recheck;
5000         }
5001
5002         /*
5003          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
5004          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
5005          * is available.
5006          */
5007         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
5008                 retval = -EBUSY;
5009                 goto unlock;
5010         }
5011
5012         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5013         oldprio = p->prio;
5014
5015         if (pi) {
5016                 /*
5017                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
5018                  * effective priority is unchanged, we just store the new
5019                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
5020                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
5021                  * itself.
5022                  */
5023                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
5024                 if (new_effective_prio == oldprio)
5025                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
5026         }
5027
5028         queued = task_on_rq_queued(p);
5029         running = task_current(rq, p);
5030         if (queued)
5031                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
5032         if (running)
5033                 put_prev_task(rq, p);
5034
5035         prev_class = p->sched_class;
5036
5037         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5038         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5039
5040         if (queued) {
5041                 /*
5042                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5043                  * increased (user space view).
5044                  */
5045                 if (oldprio < p->prio)
5046                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5047
5048                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5049         }
5050         if (running)
5051                 set_next_task(rq, p);
5052
5053         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5054
5055         /* Avoid rq from going away on us: */
5056         preempt_disable();
5057         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5058
5059         if (pi) {
5060                 cpuset_read_unlock();
5061                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5062         }
5063
5064         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5065         balance_callback(rq);
5066         preempt_enable();
5067
5068         return 0;
5069
5070 unlock:
5071         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5072         if (pi)
5073                 cpuset_read_unlock();
5074         return retval;
5075 }
5076
5077 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5078                                const struct sched_param *param, bool check)
5079 {
5080         struct sched_attr attr = {
5081                 .sched_policy   = policy,
5082                 .sched_priority = param->sched_priority,
5083                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5084         };
5085
5086         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5087         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5088                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5089                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5090                 attr.sched_policy = policy;
5091         }
5092
5093         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5094 }
5095 /**
5096  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5097  * @p: the task in question.
5098  * @policy: new policy.
5099  * @param: structure containing the new RT priority.
5100  *
5101  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5102  *
5103  * NOTE that the task may be already dead.
5104  */
5105 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5106                        const struct sched_param *param)
5107 {
5108         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5109 }
5110 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5111
5112 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5113 {
5114         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5115 }
5116 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5117
5118 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5119 {
5120         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5121 }
5122
5123 /**
5124  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5125  * @p: the task in question.
5126  * @policy: new policy.
5127  * @param: structure containing the new RT priority.
5128  *
5129  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5130  * current context has permission.  For example, this is needed in
5131  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5132  * but our caller might not have that capability.
5133  *
5134  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5135  */
5136 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5137                                const struct sched_param *param)
5138 {
5139         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5140 }
5141 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5142
5143 static int
5144 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5145 {
5146         struct sched_param lparam;
5147         struct task_struct *p;
5148         int retval;
5149
5150         if (!param || pid < 0)
5151                 return -EINVAL;
5152         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5153                 return -EFAULT;
5154
5155         rcu_read_lock();
5156         retval = -ESRCH;
5157         p = find_process_by_pid(pid);
5158         if (likely(p))
5159                 get_task_struct(p);
5160         rcu_read_unlock();
5161
5162         if (likely(p)) {
5163                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5164                 put_task_struct(p);
5165         }
5166
5167         return retval;
5168 }
5169
5170 /*
5171  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5172  */
5173 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5174 {
5175         u32 size;
5176         int ret;
5177
5178         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5179         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5180
5181         ret = get_user(size, &uattr->size);
5182         if (ret)
5183                 return ret;
5184
5185         /* ABI compatibility quirk: */
5186         if (!size)
5187                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5188         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5189                 goto err_size;
5190
5191         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5192         if (ret) {
5193                 if (ret == -E2BIG)
5194                         goto err_size;
5195                 return ret;
5196         }
5197
5198         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5199             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5200                 return -EINVAL;
5201
5202         /*
5203          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5204          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5205          */
5206         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5207
5208         return 0;
5209
5210 err_size:
5211         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5212         return -E2BIG;
5213 }
5214
5215 /**
5216  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5217  * @pid: the pid in question.
5218  * @policy: new policy.
5219  * @param: structure containing the new RT priority.
5220  *
5221  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5222  */
5223 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5224 {
5225         if (policy < 0)
5226                 return -EINVAL;
5227
5228         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5229 }
5230
5231 /**
5232  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5233  * @pid: the pid in question.
5234  * @param: structure containing the new RT priority.
5235  *
5236  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5237  */
5238 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5239 {
5240         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5241 }
5242
5243 /**
5244  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5245  * @pid: the pid in question.
5246  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5247  * @flags: for future extension.
5248  */
5249 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5250                                unsigned int, flags)
5251 {
5252         struct sched_attr attr;
5253         struct task_struct *p;
5254         int retval;
5255
5256         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5257                 return -EINVAL;
5258
5259         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5260         if (retval)
5261                 return retval;
5262
5263         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5264                 return -EINVAL;
5265         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5266                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5267
5268         rcu_read_lock();
5269         retval = -ESRCH;
5270         p = find_process_by_pid(pid);
5271         if (likely(p))
5272                 get_task_struct(p);
5273         rcu_read_unlock();
5274
5275         if (likely(p)) {
5276                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5277                 put_task_struct(p);
5278         }
5279
5280         return retval;
5281 }
5282
5283 /**
5284  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5285  * @pid: the pid in question.
5286  *
5287  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5288  * code.
5289  */
5290 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5291 {
5292         struct task_struct *p;
5293         int retval;
5294
5295         if (pid < 0)
5296                 return -EINVAL;
5297
5298         retval = -ESRCH;
5299         rcu_read_lock();
5300         p = find_process_by_pid(pid);
5301         if (p) {
5302                 retval = security_task_getscheduler(p);
5303                 if (!retval)
5304                         retval = p->policy
5305                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5306         }
5307         rcu_read_unlock();
5308         return retval;
5309 }
5310
5311 /**
5312  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5313  * @pid: the pid in question.
5314  * @param: structure containing the RT priority.
5315  *
5316  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5317  * code.
5318  */
5319 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5320 {
5321         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5322         struct task_struct *p;
5323         int retval;
5324
5325         if (!param || pid < 0)
5326                 return -EINVAL;
5327
5328         rcu_read_lock();
5329         p = find_process_by_pid(pid);
5330         retval = -ESRCH;
5331         if (!p)
5332                 goto out_unlock;
5333
5334         retval = security_task_getscheduler(p);
5335         if (retval)
5336                 goto out_unlock;
5337
5338         if (task_has_rt_policy(p))
5339                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5340         rcu_read_unlock();
5341
5342         /*
5343          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5344          */
5345         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5346
5347         return retval;
5348
5349 out_unlock:
5350         rcu_read_unlock();
5351         return retval;
5352 }
5353
5354 /*
5355  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5356  * than what user-space knows about) to user-space.
5357  *
5358  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5359  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5360  * have the same size.
5361  */
5362 static int
5363 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5364                         struct sched_attr *kattr,
5365                         unsigned int usize)
5366 {
5367         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5368
5369         if (!access_ok(uattr, usize))
5370                 return -EFAULT;
5371
5372         /*
5373          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5374          *
5375          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5376          *
5377          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5378          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5379          *
5380          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5381          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5382          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5383          * which is set to ksize in this case.
5384          */
5385         kattr->size = min(usize, ksize);
5386
5387         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5388                 return -EFAULT;
5389
5390         return 0;
5391 }
5392
5393 /**
5394  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5395  * @pid: the pid in question.
5396  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5397  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5398  * @flags: for future extension.
5399  */
5400 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5401                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5402 {
5403         struct sched_attr kattr = { };
5404         struct task_struct *p;
5405         int retval;
5406
5407         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5408             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5409                 return -EINVAL;
5410
5411         rcu_read_lock();
5412         p = find_process_by_pid(pid);
5413         retval = -ESRCH;
5414         if (!p)
5415                 goto out_unlock;
5416
5417         retval = security_task_getscheduler(p);
5418         if (retval)
5419                 goto out_unlock;
5420
5421         kattr.sched_policy = p->policy;
5422         if (p->sched_reset_on_fork)
5423                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5424         if (task_has_dl_policy(p))
5425                 __getparam_dl(p, &kattr);
5426         else if (task_has_rt_policy(p))
5427                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5428         else
5429                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5430
5431 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5432         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5433         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5434 #endif
5435
5436         rcu_read_unlock();
5437
5438         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5439
5440 out_unlock:
5441         rcu_read_unlock();
5442         return retval;
5443 }
5444
5445 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5446 {
5447         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5448         struct task_struct *p;
5449         int retval;
5450
5451         rcu_read_lock();
5452
5453         p = find_process_by_pid(pid);
5454         if (!p) {
5455                 rcu_read_unlock();
5456                 return -ESRCH;
5457         }
5458
5459         /* Prevent p going away */
5460         get_task_struct(p);
5461         rcu_read_unlock();
5462
5463         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5464                 retval = -EINVAL;
5465                 goto out_put_task;
5466         }
5467         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5468                 retval = -ENOMEM;
5469                 goto out_put_task;
5470         }
5471         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5472                 retval = -ENOMEM;
5473                 goto out_free_cpus_allowed;
5474         }
5475         retval = -EPERM;
5476         if (!check_same_owner(p)) {
5477                 rcu_read_lock();
5478                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5479                         rcu_read_unlock();
5480                         goto out_free_new_mask;
5481                 }
5482                 rcu_read_unlock();
5483         }
5484
5485         retval = security_task_setscheduler(p);
5486         if (retval)
5487                 goto out_free_new_mask;
5488
5489
5490         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5491         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5492
5493         /*
5494          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5495          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5496          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5497          * root_domain.
5498          */
5499 #ifdef CONFIG_SMP
5500         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5501                 rcu_read_lock();
5502                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5503                         retval = -EBUSY;
5504                         rcu_read_unlock();
5505                         goto out_free_new_mask;
5506                 }
5507                 rcu_read_unlock();
5508         }
5509 #endif
5510 again:
5511         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5512
5513         if (!retval) {
5514                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5515                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5516                         /*
5517                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5518                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5519                          * cpuset's cpus_allowed
5520                          */
5521                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5522                         goto again;
5523                 }
5524         }
5525 out_free_new_mask:
5526         free_cpumask_var(new_mask);
5527 out_free_cpus_allowed:
5528         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5529 out_put_task:
5530         put_task_struct(p);
5531         return retval;
5532 }
5533
5534 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5535                              struct cpumask *new_mask)
5536 {
5537         if (len < cpumask_size())
5538                 cpumask_clear(new_mask);
5539         else if (len > cpumask_size())
5540                 len = cpumask_size();
5541
5542         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5543 }
5544
5545 /**
5546  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5547  * @pid: pid of the process
5548  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5549  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5550  *
5551  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5552  */
5553 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5554                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5555 {
5556         cpumask_var_t new_mask;
5557         int retval;
5558
5559         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5560                 return -ENOMEM;
5561
5562         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5563         if (retval == 0)
5564                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5565         free_cpumask_var(new_mask);
5566         return retval;
5567 }
5568
5569 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5570 {
5571         struct task_struct *p;
5572         unsigned long flags;
5573         int retval;
5574
5575         rcu_read_lock();
5576
5577         retval = -ESRCH;
5578         p = find_process_by_pid(pid);
5579         if (!p)
5580                 goto out_unlock;
5581
5582         retval = security_task_getscheduler(p);
5583         if (retval)
5584                 goto out_unlock;
5585
5586         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5587         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5588         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5589
5590 out_unlock:
5591         rcu_read_unlock();
5592
5593         return retval;
5594 }
5595
5596 /**
5597  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5598  * @pid: pid of the process
5599  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5600  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5601  *
5602  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5603  * error code otherwise.
5604  */
5605 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5606                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5607 {
5608         int ret;
5609         cpumask_var_t mask;
5610
5611         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5612                 return -EINVAL;
5613         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5614                 return -EINVAL;
5615
5616         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5617                 return -ENOMEM;
5618
5619         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5620         if (ret == 0) {
5621                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5622
5623                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5624                         ret = -EFAULT;
5625                 else
5626                         ret = retlen;
5627         }
5628         free_cpumask_var(mask);
5629
5630         return ret;
5631 }
5632
5633 /**
5634  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5635  *
5636  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5637  * other threads running on this CPU then this function will return.
5638  *
5639  * Return: 0.
5640  */
5641 static void do_sched_yield(void)
5642 {
5643         struct rq_flags rf;
5644         struct rq *rq;
5645
5646         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5647
5648         schedstat_inc(rq->yld_count);
5649         current->sched_class->yield_task(rq);
5650
5651         /*
5652          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5653          * no need to preempt or enable interrupts:
5654          */
5655         preempt_disable();
5656         rq_unlock(rq, &rf);
5657         sched_preempt_enable_no_resched();
5658
5659         schedule();
5660 }
5661
5662 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5663 {
5664         do_sched_yield();
5665         return 0;
5666 }
5667
5668 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5669 int __sched _cond_resched(void)
5670 {
5671         if (should_resched(0)) {
5672                 preempt_schedule_common();
5673                 return 1;
5674         }
5675         rcu_all_qs();
5676         return 0;
5677 }
5678 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5679 #endif
5680
5681 /*
5682  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5683  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5684  *
5685  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5686  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5687  * spin_unlock(), once by hand).
5688  */
5689 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5690 {
5691         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5692         int ret = 0;
5693
5694         lockdep_assert_held(lock);
5695
5696         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5697                 spin_unlock(lock);
5698                 if (resched)
5699                         preempt_schedule_common();
5700                 else
5701                         cpu_relax();
5702                 ret = 1;
5703                 spin_lock(lock);
5704         }
5705         return ret;
5706 }
5707 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5708
5709 /**
5710  * yield - yield the current processor to other threads.
5711  *
5712  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5713  *
5714  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5715  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5716  * it, its already broken.
5717  *
5718  * Typical broken usage is:
5719  *
5720  * while (!event)
5721  *      yield();
5722  *
5723  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5724  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5725  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5726  *
5727  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5728  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5729  * If you still want to use yield(), do not!
5730  */
5731 void __sched yield(void)
5732 {
5733         set_current_state(TASK_RUNNING);
5734         do_sched_yield();
5735 }
5736 EXPORT_SYMBOL(yield);
5737
5738 /**
5739  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5740  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5741  * processor it's on.
5742  * @p: target task
5743  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5744  *
5745  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5746  * can't go away on us before we can do any checks.
5747  *
5748  * Return:
5749  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5750  *      false (0) if we failed to boost the target.
5751  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5752  */
5753 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5754 {
5755         struct task_struct *curr = current;
5756         struct rq *rq, *p_rq;
5757         unsigned long flags;
5758         int yielded = 0;
5759
5760         local_irq_save(flags);
5761         rq = this_rq();
5762
5763 again:
5764         p_rq = task_rq(p);
5765         /*
5766          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5767          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5768          */
5769         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5770                 yielded = -ESRCH;
5771                 goto out_irq;
5772         }
5773
5774         double_rq_lock(rq, p_rq);
5775         if (task_rq(p) != p_rq) {
5776                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5777                 goto again;
5778         }
5779
5780         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5781                 goto out_unlock;
5782
5783         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5784                 goto out_unlock;
5785
5786         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5787                 goto out_unlock;
5788
5789         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5790         if (yielded) {
5791                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5792                 /*
5793                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5794                  * fairness.
5795                  */
5796                 if (preempt && rq != p_rq)
5797                         resched_curr(p_rq);
5798         }
5799
5800 out_unlock:
5801         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5802 out_irq:
5803         local_irq_restore(flags);
5804
5805         if (yielded > 0)
5806                 schedule();
5807
5808         return yielded;
5809 }
5810 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5811
5812 int io_schedule_prepare(void)
5813 {
5814         int old_iowait = current->in_iowait;
5815
5816         current->in_iowait = 1;
5817         blk_schedule_flush_plug(current);
5818
5819         return old_iowait;
5820 }
5821
5822 void io_schedule_finish(int token)
5823 {
5824         current->in_iowait = token;
5825 }
5826
5827 /*
5828  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5829  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5830  */
5831 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5832 {
5833         int token;
5834         long ret;
5835
5836         token = io_schedule_prepare();
5837         ret = schedule_timeout(timeout);
5838         io_schedule_finish(token);
5839
5840         return ret;
5841 }
5842 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5843
5844 void __sched io_schedule(void)
5845 {
5846         int token;
5847
5848         token = io_schedule_prepare();
5849         schedule();
5850         io_schedule_finish(token);
5851 }
5852 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5853
5854 /**
5855  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5856  * @policy: scheduling class.
5857  *
5858  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5859  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5860  * On failure, a negative error code is returned.
5861  */
5862 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5863 {
5864         int ret = -EINVAL;
5865
5866         switch (policy) {
5867         case SCHED_FIFO:
5868         case SCHED_RR:
5869                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5870                 break;
5871         case SCHED_DEADLINE:
5872         case SCHED_NORMAL:
5873         case SCHED_BATCH:
5874         case SCHED_IDLE:
5875                 ret = 0;
5876                 break;
5877         }
5878         return ret;
5879 }
5880
5881 /**
5882  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5883  * @policy: scheduling class.
5884  *
5885  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5886  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5887  * On failure, a negative error code is returned.
5888  */
5889 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5890 {
5891         int ret = -EINVAL;
5892
5893         switch (policy) {
5894         case SCHED_FIFO:
5895         case SCHED_RR:
5896                 ret = 1;
5897                 break;
5898         case SCHED_DEADLINE:
5899         case SCHED_NORMAL:
5900         case SCHED_BATCH:
5901         case SCHED_IDLE:
5902                 ret = 0;
5903         }
5904         return ret;
5905 }
5906
5907 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5908 {
5909         struct task_struct *p;
5910         unsigned int time_slice;
5911         struct rq_flags rf;
5912         struct rq *rq;
5913         int retval;
5914
5915         if (pid < 0)
5916                 return -EINVAL;
5917
5918         retval = -ESRCH;
5919         rcu_read_lock();
5920         p = find_process_by_pid(pid);
5921         if (!p)
5922                 goto out_unlock;
5923
5924         retval = security_task_getscheduler(p);
5925         if (retval)
5926                 goto out_unlock;
5927
5928         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5929         time_slice = 0;
5930         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5931                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5932         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5933
5934         rcu_read_unlock();
5935         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5936         return 0;
5937
5938 out_unlock:
5939         rcu_read_unlock();
5940         return retval;
5941 }
5942
5943 /**
5944  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5945  * @pid: pid of the process.
5946  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5947  *
5948  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5949  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5950  *
5951  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5952  * an error code.
5953  */
5954 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5955                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5956 {
5957         struct timespec64 t;
5958         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5959
5960         if (retval == 0)
5961                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5962
5963         return retval;
5964 }
5965
5966 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5967 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5968                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5969 {
5970         struct timespec64 t;
5971         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5972
5973         if (retval == 0)
5974                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
5975         return retval;
5976 }
5977 #endif
5978
5979 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5980 {
5981         unsigned long free = 0;
5982         int ppid;
5983
5984         if (!try_get_task_stack(p))
5985                 return;
5986
5987         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5988
5989         if (p->state == TASK_RUNNING)
5990                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5991 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5992         free = stack_not_used(p);
5993 #endif
5994         ppid = 0;
5995         rcu_read_lock();
5996         if (pid_alive(p))
5997                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5998         rcu_read_unlock();
5999         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6000                 task_pid_nr(p), ppid,
6001                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6002
6003         print_worker_info(KERN_INFO, p);
6004         show_stack(p, NULL);
6005         put_task_stack(p);
6006 }
6007 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
6008
6009 static inline bool
6010 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
6011 {
6012         /* no filter, everything matches */
6013         if (!state_filter)
6014                 return true;
6015
6016         /* filter, but doesn't match */
6017         if (!(p->state & state_filter))
6018                 return false;
6019
6020         /*
6021          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
6022          * TASK_KILLABLE).
6023          */
6024         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
6025                 return false;
6026
6027         return true;
6028 }
6029
6030
6031 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6032 {
6033         struct task_struct *g, *p;
6034
6035 #if BITS_PER_LONG == 32
6036         printk(KERN_INFO
6037                 "  task                PC stack   pid father\n");
6038 #else
6039         printk(KERN_INFO
6040                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6041 #endif
6042         rcu_read_lock();
6043         for_each_process_thread(g, p) {
6044                 /*
6045                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6046                  * console might take a lot of time:
6047                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6048                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6049                  * an IPI.
6050                  */
6051                 touch_nmi_watchdog();
6052                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6053                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6054                         sched_show_task(p);
6055         }
6056
6057 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6058         if (!state_filter)
6059                 sysrq_sched_debug_show();
6060 #endif
6061         rcu_read_unlock();
6062         /*
6063          * Only show locks if all tasks are dumped:
6064          */
6065         if (!state_filter)
6066                 debug_show_all_locks();
6067 }
6068
6069 /**
6070  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6071  * @idle: task in question
6072  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6073  *
6074  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6075  * flag, to make booting more robust.
6076  */
6077 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6078 {
6079         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6080         unsigned long flags;
6081
6082         __sched_fork(0, idle);
6083
6084         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6085         raw_spin_lock(&rq->lock);
6086
6087         idle->state = TASK_RUNNING;
6088         idle->se.exec_start = sched_clock();
6089         idle->flags |= PF_IDLE;
6090
6091         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6092
6093 #ifdef CONFIG_SMP
6094         /*
6095          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6096          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6097          *
6098          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6099          */
6100         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6101 #endif
6102         /*
6103          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6104          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6105          * lockdep check in task_group() will fail.
6106          *
6107          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6108          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6109          *
6110          * Silence PROVE_RCU
6111          */
6112         rcu_read_lock();
6113         __set_task_cpu(idle, cpu);
6114         rcu_read_unlock();
6115
6116         rq->idle = idle;
6117         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6118         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6119 #ifdef CONFIG_SMP
6120         idle->on_cpu = 1;
6121 #endif
6122         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6123         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6124
6125         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6126         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6127
6128         /*
6129          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6130          */
6131         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6132         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6133         vtime_init_idle(idle, cpu);
6134 #ifdef CONFIG_SMP
6135         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6136 #endif
6137 }
6138
6139 #ifdef CONFIG_SMP
6140
6141 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6142                               const struct cpumask *trial)
6143 {
6144         int ret = 1;
6145
6146         if (!cpumask_weight(cur))
6147                 return ret;
6148
6149         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6150
6151         return ret;
6152 }
6153
6154 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6155                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6156 {
6157         int ret = 0;
6158
6159         /*
6160          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6161          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6162          * affinity and isolating such threads by their set of
6163          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6164          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6165          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6166          * before cpus_mask may be changed.
6167          */
6168         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6169                 ret = -EINVAL;
6170                 goto out;
6171         }
6172
6173         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6174                                               cs_cpus_allowed))
6175                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6176
6177 out:
6178         return ret;
6179 }
6180
6181 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6182
6183 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6184 /* Migrate current task p to target_cpu */
6185 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6186 {
6187         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6188         int curr_cpu = task_cpu(p);
6189
6190         if (curr_cpu == target_cpu)
6191                 return 0;
6192
6193         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6194                 return -EINVAL;
6195
6196         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6197
6198         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6199         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6200 }
6201
6202 /*
6203  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6204  * tasks on the runqueues
6205  */
6206 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6207 {
6208         bool queued, running;
6209         struct rq_flags rf;
6210         struct rq *rq;
6211
6212         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6213         queued = task_on_rq_queued(p);
6214         running = task_current(rq, p);
6215
6216         if (queued)
6217                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6218         if (running)
6219                 put_prev_task(rq, p);
6220
6221         p->numa_preferred_nid = nid;
6222
6223         if (queued)
6224                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6225         if (running)
6226                 set_next_task(rq, p);
6227         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6228 }
6229 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6230
6231 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6232 /*
6233  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6234  * offline.
6235  */
6236 void idle_task_exit(void)
6237 {
6238         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6239
6240         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6241
6242         if (mm != &init_mm) {
6243                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6244                 current->active_mm = &init_mm;
6245                 finish_arch_post_lock_switch();
6246         }
6247         mmdrop(mm);
6248 }
6249
6250 /*
6251  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6252  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6253  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6254  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6255  * calculation.
6256  *
6257  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6258  */
6259 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6260 {
6261         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6262         if (delta)
6263                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6264 }
6265
6266 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6267 {
6268         const struct sched_class *class;
6269         struct task_struct *next;
6270
6271         for_each_class(class) {
6272                 next = class->pick_next_task(rq);
6273                 if (next) {
6274                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6275                         return next;
6276                 }
6277         }
6278
6279         /* The idle class should always have a runnable task */
6280         BUG();
6281 }
6282
6283 /*
6284  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6285  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6286  *
6287  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6288  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6289  * because of lock validation efforts.
6290  */
6291 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6292 {
6293         struct rq *rq = dead_rq;
6294         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6295         struct rq_flags orf = *rf;
6296         int dest_cpu;
6297
6298         /*
6299          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6300          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6301          *
6302          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6303          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6304          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6305          * done here.
6306          */
6307         rq->stop = NULL;
6308
6309         /*
6310          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6311          * class method both need to have an up-to-date
6312          * value of rq->clock[_task]
6313          */
6314         update_rq_clock(rq);
6315
6316         for (;;) {
6317                 /*
6318                  * There's this thread running, bail when that's the only
6319                  * remaining thread:
6320                  */
6321                 if (rq->nr_running == 1)
6322                         break;
6323
6324                 next = __pick_migrate_task(rq);
6325
6326                 /*
6327                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6328                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6329                  * stabilizes the mask.
6330                  *
6331                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6332                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6333                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6334                  */
6335                 rq_unlock(rq, rf);
6336                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6337                 rq_relock(rq, rf);
6338
6339                 /*
6340                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6341                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6342                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6343                  */
6344                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6345                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6346                         continue;
6347                 }
6348
6349                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6350                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6351                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6352                 if (rq != dead_rq) {
6353                         rq_unlock(rq, rf);
6354                         rq = dead_rq;
6355                         *rf = orf;
6356                         rq_relock(rq, rf);
6357                 }
6358                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6359         }
6360
6361         rq->stop = stop;
6362 }
6363 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6364
6365 void set_rq_online(struct rq *rq)
6366 {
6367         if (!rq->online) {
6368                 const struct sched_class *class;
6369
6370                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6371                 rq->online = 1;
6372
6373                 for_each_class(class) {
6374                         if (class->rq_online)
6375                                 class->rq_online(rq);
6376                 }
6377         }
6378 }
6379
6380 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6381 {
6382         if (rq->online) {
6383                 const struct sched_class *class;
6384
6385                 for_each_class(class) {
6386                         if (class->rq_offline)
6387                                 class->rq_offline(rq);
6388                 }
6389
6390                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6391                 rq->online = 0;
6392         }
6393 }
6394
6395 /*
6396  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6397  */
6398 static int num_cpus_frozen;
6399
6400 /*
6401  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6402  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6403  * around partition_sched_domains().
6404  *
6405  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6406  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6407  */
6408 static void cpuset_cpu_active(void)
6409 {
6410         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6411                 /*
6412                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6413                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6414                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6415                  * domain, ignoring cpusets.
6416                  */
6417                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6418                 if (--num_cpus_frozen)
6419                         return;
6420                 /*
6421                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6422                  * restore the original sched domains by considering the
6423                  * cpuset configurations.
6424                  */
6425                 cpuset_force_rebuild();
6426         }
6427         cpuset_update_active_cpus();
6428 }
6429
6430 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6431 {
6432         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6433                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6434                         return -EBUSY;
6435                 cpuset_update_active_cpus();
6436         } else {
6437                 num_cpus_frozen++;
6438                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6439         }
6440         return 0;
6441 }
6442
6443 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6444 {
6445         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6446         struct rq_flags rf;
6447
6448 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6449         /*
6450          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6451          */
6452         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6453                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6454 #endif
6455         set_cpu_active(cpu, true);
6456
6457         if (sched_smp_initialized) {
6458                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6459                 cpuset_cpu_active();
6460         }
6461
6462         /*
6463          * Put the rq online, if not already. This happens:
6464          *
6465          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6466          *    after all CPUs have been brought up.
6467          *
6468          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6469          *    domains.
6470          */
6471         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6472         if (rq->rd) {
6473                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6474                 set_rq_online(rq);
6475         }
6476         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6477
6478         return 0;
6479 }
6480
6481 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6482 {
6483         int ret;
6484
6485         set_cpu_active(cpu, false);
6486         /*
6487          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6488          * users of this state to go away such that all new such users will
6489          * observe it.
6490          *
6491          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6492          */
6493         synchronize_rcu();
6494
6495 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6496         /*
6497          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6498          */
6499         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6500                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6501 #endif
6502
6503         if (!sched_smp_initialized)
6504                 return 0;
6505
6506         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6507         if (ret) {
6508                 set_cpu_active(cpu, true);
6509                 return ret;
6510         }
6511         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6512         return 0;
6513 }
6514
6515 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6516 {
6517         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6518
6519         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6520         update_max_interval();
6521 }
6522
6523 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6524 {
6525         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6526         sched_tick_start(cpu);
6527         return 0;
6528 }
6529
6530 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6531 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6532 {
6533         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6534         struct rq_flags rf;
6535
6536         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6537         sched_ttwu_pending();
6538         sched_tick_stop(cpu);
6539
6540         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6541         if (rq->rd) {
6542                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6543                 set_rq_offline(rq);
6544         }
6545         migrate_tasks(rq, &rf);
6546         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6547         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6548
6549         calc_load_migrate(rq);
6550         update_max_interval();
6551         nohz_balance_exit_idle(rq);
6552         hrtick_clear(rq);
6553         return 0;
6554 }
6555 #endif
6556
6557 void __init sched_init_smp(void)
6558 {
6559         sched_init_numa();
6560
6561         /*
6562          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6563          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6564          * happen.
6565          */
6566         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6567         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6568         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6569
6570         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6571         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6572                 BUG();
6573         sched_init_granularity();
6574
6575         init_sched_rt_class();
6576         init_sched_dl_class();
6577
6578         sched_smp_initialized = true;
6579 }
6580
6581 static int __init migration_init(void)
6582 {
6583         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6584         return 0;
6585 }
6586 early_initcall(migration_init);
6587
6588 #else
6589 void __init sched_init_smp(void)
6590 {
6591         sched_init_granularity();
6592 }
6593 #endif /* CONFIG_SMP */
6594
6595 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6596 {
6597         return in_lock_functions(addr) ||
6598                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6599                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6600 }
6601
6602 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6603 /*
6604  * Default task group.
6605  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6606  */
6607 struct task_group root_task_group;
6608 LIST_HEAD(task_groups);
6609
6610 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6611 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6612 #endif
6613
6614 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6615 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6616
6617 void __init sched_init(void)
6618 {
6619         unsigned long ptr = 0;
6620         int i;
6621
6622         wait_bit_init();
6623
6624 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6625         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6626 #endif
6627 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6628         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6629 #endif
6630         if (ptr) {
6631                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6632
6633 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6634                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6635                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6636
6637                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6638                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6639
6640 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6641 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6642                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6643                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6644
6645                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6646                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6647
6648 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6649         }
6650 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6651         for_each_possible_cpu(i) {
6652                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6653                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6654                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6655                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6656         }
6657 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6658
6659         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6660         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6661
6662 #ifdef CONFIG_SMP
6663         init_defrootdomain();
6664 #endif
6665
6666 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6667         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6668                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6669 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6670
6671 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6672         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6673
6674         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6675         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6676         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6677         autogroup_init(&init_task);
6678 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6679
6680         for_each_possible_cpu(i) {
6681                 struct rq *rq;
6682
6683                 rq = cpu_rq(i);
6684                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6685                 rq->nr_running = 0;
6686                 rq->calc_load_active = 0;
6687                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6688                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6689                 init_rt_rq(&rq->rt);
6690                 init_dl_rq(&rq->dl);
6691 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6692                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6693                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6694                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6695                 /*
6696                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6697                  *
6698                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6699                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6700                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6701                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6702                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6703                  * (se->load.weight).
6704                  *
6705                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6706                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6707                  * then A0's share of the CPU resource is:
6708                  *
6709                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6710                  *
6711                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6712                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6713                  */
6714                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6715                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6716 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6717
6718                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6719 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6720                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6721 #endif
6722 #ifdef CONFIG_SMP
6723                 rq->sd = NULL;
6724                 rq->rd = NULL;
6725                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6726                 rq->balance_callback = NULL;
6727                 rq->active_balance = 0;
6728                 rq->next_balance = jiffies;
6729                 rq->push_cpu = 0;
6730                 rq->cpu = i;
6731                 rq->online = 0;
6732                 rq->idle_stamp = 0;
6733                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6734                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6735
6736                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6737
6738                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6739 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6740                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6741                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6742 #endif
6743 #endif /* CONFIG_SMP */
6744                 hrtick_rq_init(rq);
6745                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6746         }
6747
6748         set_load_weight(&init_task, false);
6749
6750         /*
6751          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6752          */
6753         mmgrab(&init_mm);
6754         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6755
6756         /*
6757          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6758          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6759          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6760          * when this runqueue becomes "idle".
6761          */
6762         init_idle(current, smp_processor_id());
6763
6764         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6765
6766 #ifdef CONFIG_SMP
6767         idle_thread_set_boot_cpu();
6768 #endif
6769         init_sched_fair_class();
6770
6771         init_schedstats();
6772
6773         psi_init();
6774
6775         init_uclamp();
6776
6777         scheduler_running = 1;
6778 }
6779
6780 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6781 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6782 {
6783         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6784
6785         return (nested == preempt_offset);
6786 }
6787
6788 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6789 {
6790         /*
6791          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6792          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6793          * otherwise we will destroy state.
6794          */
6795         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6796                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6797                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6798                         current->state,
6799                         (void *)current->task_state_change,
6800                         (void *)current->task_state_change);
6801
6802         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6803 }
6804 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6805
6806 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6807 {
6808         /* Ratelimiting timestamp: */
6809         static unsigned long prev_jiffy;
6810
6811         unsigned long preempt_disable_ip;
6812
6813         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6814         rcu_sleep_check();
6815
6816         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6817              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6818             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6819             oops_in_progress)
6820                 return;
6821
6822         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6823                 return;
6824         prev_jiffy = jiffies;
6825
6826         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6827         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6828
6829         printk(KERN_ERR
6830                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6831                         file, line);
6832         printk(KERN_ERR
6833                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6834                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6835                         current->pid, current->comm);
6836
6837         if (task_stack_end_corrupted(current))
6838                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6839
6840         debug_show_held_locks(current);
6841         if (irqs_disabled())
6842                 print_irqtrace_events(current);
6843         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6844             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6845                 pr_err("Preemption disabled at:");
6846                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6847                 pr_cont("\n");
6848         }
6849         dump_stack();
6850         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6851 }
6852 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6853
6854 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6855 {
6856         static unsigned long prev_jiffy;
6857
6858         if (irqs_disabled())
6859                 return;
6860
6861         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6862                 return;
6863
6864         if (preempt_count() > preempt_offset)
6865                 return;
6866
6867         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6868                 return;
6869         prev_jiffy = jiffies;
6870
6871         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6872         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6873                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6874                         current->pid, current->comm);
6875
6876         debug_show_held_locks(current);
6877         dump_stack();
6878         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6879 }
6880 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6881 #endif
6882
6883 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6884 void normalize_rt_tasks(void)
6885 {
6886         struct task_struct *g, *p;
6887         struct sched_attr attr = {
6888                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6889         };
6890
6891         read_lock(&tasklist_lock);
6892         for_each_process_thread(g, p) {
6893                 /*
6894                  * Only normalize user tasks:
6895                  */
6896                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6897                         continue;
6898
6899                 p->se.exec_start = 0;
6900                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6901                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6902                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6903
6904                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6905                         /*
6906                          * Renice negative nice level userspace
6907                          * tasks back to 0:
6908                          */
6909                         if (task_nice(p) < 0)
6910                                 set_user_nice(p, 0);
6911                         continue;
6912                 }
6913
6914                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6915         }
6916         read_unlock(&tasklist_lock);
6917 }
6918
6919 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6920
6921 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6922 /*
6923  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6924  *
6925  * They can only be called when the whole system has been
6926  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6927  * activity can take place. Using them for anything else would
6928  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6929  * under any other configuration.
6930  */
6931
6932 /**
6933  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6934  * @cpu: the processor in question.
6935  *
6936  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6937  *
6938  * Return: The current task for @cpu.
6939  */
6940 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6941 {
6942         return cpu_curr(cpu);
6943 }
6944
6945 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6946
6947 #ifdef CONFIG_IA64
6948 /**
6949  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6950  * @cpu: the processor in question.
6951  * @p: the task pointer to set.
6952  *
6953  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6954  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6955  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6956  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6957  * and caller must save the original value of the current task (see
6958  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6959  * re-starting the system.
6960  *
6961  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6962  */
6963 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6964 {
6965         cpu_curr(cpu) = p;
6966 }
6967
6968 #endif
6969
6970 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6971 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6972 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6973
6974 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
6975                                             struct task_group *parent)
6976 {
6977 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
6978         enum uclamp_id clamp_id;
6979
6980         for_each_clamp_id(clamp_id) {
6981                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
6982                               uclamp_none(clamp_id), false);
6983                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
6984         }
6985 #endif
6986 }
6987
6988 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6989 {
6990         free_fair_sched_group(tg);
6991         free_rt_sched_group(tg);
6992         autogroup_free(tg);
6993         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6994 }
6995
6996 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6997 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6998 {
6999         struct task_group *tg;
7000
7001         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7002         if (!tg)
7003                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7004
7005         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7006                 goto err;
7007
7008         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7009                 goto err;
7010
7011         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
7012
7013         return tg;
7014
7015 err:
7016         sched_free_group(tg);
7017         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7018 }
7019
7020 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7021 {
7022         unsigned long flags;
7023
7024         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7025         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7026
7027         /* Root should already exist: */
7028         WARN_ON(!parent);
7029
7030         tg->parent = parent;
7031         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7032         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7033         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7034
7035         online_fair_sched_group(tg);
7036 }
7037
7038 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7039 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7040 {
7041         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7042         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7043 }
7044
7045 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7046 {
7047         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7048         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7049 }
7050
7051 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7052 {
7053         unsigned long flags;
7054
7055         /* End participation in shares distribution: */
7056         unregister_fair_sched_group(tg);
7057
7058         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7059         list_del_rcu(&tg->list);
7060         list_del_rcu(&tg->siblings);
7061         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7062 }
7063
7064 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7065 {
7066         struct task_group *tg;
7067
7068         /*
7069          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7070          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7071          * to prevent lockdep warnings.
7072          */
7073         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7074                           struct task_group, css);
7075         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7076         tsk->sched_task_group = tg;
7077
7078 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7079         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7080                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7081         else
7082 #endif
7083                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7084 }
7085
7086 /*
7087  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7088  *
7089  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7090  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7091  * its new group.
7092  */
7093 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7094 {
7095         int queued, running, queue_flags =
7096                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7097         struct rq_flags rf;
7098         struct rq *rq;
7099
7100         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7101         update_rq_clock(rq);
7102
7103         running = task_current(rq, tsk);
7104         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7105
7106         if (queued)
7107                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7108         if (running)
7109                 put_prev_task(rq, tsk);
7110
7111         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7112
7113         if (queued)
7114                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7115         if (running) {
7116                 set_next_task(rq, tsk);
7117                 /*
7118                  * After changing group, the running task may have joined a
7119                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7120                  * resched to make sure that task can still run.
7121                  */
7122                 resched_curr(rq);
7123         }
7124
7125         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7126 }
7127
7128 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7129 {
7130         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7131 }
7132
7133 static struct cgroup_subsys_state *
7134 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7135 {
7136         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7137         struct task_group *tg;
7138
7139         if (!parent) {
7140                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7141                 return &root_task_group.css;
7142         }
7143
7144         tg = sched_create_group(parent);
7145         if (IS_ERR(tg))
7146                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7147
7148         return &tg->css;
7149 }
7150
7151 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7152 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7153 {
7154         struct task_group *tg = css_tg(css);
7155         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7156
7157         if (parent)
7158                 sched_online_group(tg, parent);
7159
7160 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7161         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7162         cpu_util_update_eff(css);
7163 #endif
7164
7165         return 0;
7166 }
7167
7168 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7169 {
7170         struct task_group *tg = css_tg(css);
7171
7172         sched_offline_group(tg);
7173 }
7174
7175 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7176 {
7177         struct task_group *tg = css_tg(css);
7178
7179         /*
7180          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7181          */
7182         sched_free_group(tg);
7183 }
7184
7185 /*
7186  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7187  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7188  */
7189 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7190 {
7191         struct rq_flags rf;
7192         struct rq *rq;
7193
7194         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7195
7196         update_rq_clock(rq);
7197         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7198
7199         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7200 }
7201
7202 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7203 {
7204         struct task_struct *task;
7205         struct cgroup_subsys_state *css;
7206         int ret = 0;
7207
7208         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7209 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7210                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7211                         return -EINVAL;
7212 #endif
7213                 /*
7214                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7215                  * running, we're sure to observe its full state.
7216                  */
7217                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7218                 /*
7219                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7220                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7221                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7222                  */
7223                 if (task->state == TASK_NEW)
7224                         ret = -EINVAL;
7225                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7226
7227                 if (ret)
7228                         break;
7229         }
7230         return ret;
7231 }
7232
7233 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7234 {
7235         struct task_struct *task;
7236         struct cgroup_subsys_state *css;
7237
7238         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7239                 sched_move_task(task);
7240 }
7241
7242 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7243 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7244 {
7245         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7246         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7247         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7248         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7249         enum uclamp_id clamp_id;
7250         unsigned int clamps;
7251
7252         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7253                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7254                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7255
7256                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7257                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7258                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7259                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7260                         if (uc_parent &&
7261                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7262                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7263                         }
7264                 }
7265                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7266                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7267
7268                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7269                 clamps = 0x0;
7270                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7271                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7272                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7273                                 continue;
7274                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7275                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7276                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7277                 }
7278                 if (!clamps) {
7279                         css = css_rightmost_descendant(css);
7280                         continue;
7281                 }
7282
7283                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7284                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7285         }
7286 }
7287
7288 /*
7289  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7290  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7291  * character constant, use two levels of macros.
7292  */
7293 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7294 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7295
7296 struct uclamp_request {
7297 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7298 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7299         s64 percent;
7300         u64 util;
7301         int ret;
7302 };
7303
7304 static inline struct uclamp_request
7305 capacity_from_percent(char *buf)
7306 {
7307         struct uclamp_request req = {
7308                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7309                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7310                 .ret = 0,
7311         };
7312
7313         buf = strim(buf);
7314         if (strcmp(buf, "max")) {
7315                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7316                                              &req.percent);
7317                 if (req.ret)
7318                         return req;
7319                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7320                         req.ret = -ERANGE;
7321                         return req;
7322                 }
7323
7324                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7325                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7326         }
7327
7328         return req;
7329 }
7330
7331 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7332                                 size_t nbytes, loff_t off,
7333                                 enum uclamp_id clamp_id)
7334 {
7335         struct uclamp_request req;
7336         struct task_group *tg;
7337
7338         req = capacity_from_percent(buf);
7339         if (req.ret)
7340                 return req.ret;
7341
7342         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7343         rcu_read_lock();
7344
7345         tg = css_tg(of_css(of));
7346         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7347                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7348
7349         /*
7350          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7351          * exact requested value
7352          */
7353         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7354
7355         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7356         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7357
7358         rcu_read_unlock();
7359         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7360
7361         return nbytes;
7362 }
7363
7364 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7365                                     char *buf, size_t nbytes,
7366                                     loff_t off)
7367 {
7368         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7369 }
7370
7371 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7372                                     char *buf, size_t nbytes,
7373                                     loff_t off)
7374 {
7375         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7376 }
7377
7378 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7379                                     enum uclamp_id clamp_id)
7380 {
7381         struct task_group *tg;
7382         u64 util_clamp;
7383         u64 percent;
7384         u32 rem;
7385
7386         rcu_read_lock();
7387         tg = css_tg(seq_css(sf));
7388         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7389         rcu_read_unlock();
7390
7391         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7392                 seq_puts(sf, "max\n");
7393                 return;
7394         }
7395
7396         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7397         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7398         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7399 }
7400
7401 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7402 {
7403         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7404         return 0;
7405 }
7406
7407 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7408 {
7409         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7410         return 0;
7411 }
7412 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7413
7414 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7415 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7416                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7417 {
7418         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7419                 shareval = MAX_SHARES;
7420         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7421 }
7422
7423 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7424                                struct cftype *cft)
7425 {
7426         struct task_group *tg = css_tg(css);
7427
7428         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7429 }
7430
7431 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7432 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7433
7434 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7435 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7436
7437 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7438
7439 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7440 {
7441         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7442         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7443
7444         if (tg == &root_task_group)
7445                 return -EINVAL;
7446
7447         /*
7448          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7449          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7450          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7451          */
7452         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7453                 return -EINVAL;
7454
7455         /*
7456          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7457          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7458          * feasibility.
7459          */
7460         if (period > max_cfs_quota_period)
7461                 return -EINVAL;
7462
7463         /*
7464          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7465          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7466          */
7467         get_online_cpus();
7468         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7469         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7470         if (ret)
7471                 goto out_unlock;
7472
7473         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7474         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7475         /*
7476          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7477          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7478          */
7479         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7480                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7481         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7482         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7483         cfs_b->quota = quota;
7484
7485         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7486
7487         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7488         if (runtime_enabled)
7489                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7490
7491         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7492
7493         for_each_online_cpu(i) {
7494                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7495                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7496                 struct rq_flags rf;
7497
7498                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7499                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7500                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7501
7502                 if (cfs_rq->throttled)
7503                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7504                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7505         }
7506         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7507                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7508 out_unlock:
7509         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7510         put_online_cpus();
7511
7512         return ret;
7513 }
7514
7515 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7516 {
7517         u64 quota, period;
7518
7519         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7520         if (cfs_quota_us < 0)
7521                 quota = RUNTIME_INF;
7522         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7523                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7524         else
7525                 return -EINVAL;
7526
7527         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7528 }
7529
7530 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7531 {
7532         u64 quota_us;
7533
7534         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7535                 return -1;
7536
7537         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7538         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7539
7540         return quota_us;
7541 }
7542
7543 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7544 {
7545         u64 quota, period;
7546
7547         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7548                 return -EINVAL;
7549
7550         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7551         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7552
7553         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7554 }
7555
7556 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7557 {
7558         u64 cfs_period_us;
7559
7560         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7561         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7562
7563         return cfs_period_us;
7564 }
7565
7566 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7567                                   struct cftype *cft)
7568 {
7569         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7570 }
7571
7572 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7573                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7574 {
7575         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7576 }
7577
7578 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7579                                    struct cftype *cft)
7580 {
7581         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7582 }
7583
7584 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7585                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7586 {
7587         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7588 }
7589
7590 struct cfs_schedulable_data {
7591         struct task_group *tg;
7592         u64 period, quota;
7593 };
7594
7595 /*
7596  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7597  * note: units are usecs
7598  */
7599 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7600                                struct cfs_schedulable_data *d)
7601 {
7602         u64 quota, period;
7603
7604         if (tg == d->tg) {
7605                 period = d->period;
7606                 quota = d->quota;
7607         } else {
7608                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7609                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7610         }
7611
7612         /* note: these should typically be equivalent */
7613         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7614                 return RUNTIME_INF;
7615
7616         return to_ratio(period, quota);
7617 }
7618
7619 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7620 {
7621         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7622         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7623         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7624
7625         if (!tg->parent) {
7626                 quota = RUNTIME_INF;
7627         } else {
7628                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7629
7630                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7631                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7632
7633                 /*
7634                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7635                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7636                  * limit is set:
7637                  */
7638                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7639                         quota = min(quota, parent_quota);
7640                 } else {
7641                         if (quota == RUNTIME_INF)
7642                                 quota = parent_quota;
7643                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7644                                 return -EINVAL;
7645                 }
7646         }
7647         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7648
7649         return 0;
7650 }
7651
7652 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7653 {
7654         int ret;
7655         struct cfs_schedulable_data data = {
7656                 .tg = tg,
7657                 .period = period,
7658                 .quota = quota,
7659         };
7660
7661         if (quota != RUNTIME_INF) {
7662                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7663                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7664         }
7665
7666         rcu_read_lock();
7667         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7668         rcu_read_unlock();
7669
7670         return ret;
7671 }
7672
7673 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7674 {
7675         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7676         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7677
7678         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7679         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7680         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7681
7682         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7683                 u64 ws = 0;
7684                 int i;
7685
7686                 for_each_possible_cpu(i)
7687                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7688
7689                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7690         }
7691
7692         return 0;
7693 }
7694 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7695 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7696
7697 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7698 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7699                                 struct cftype *cft, s64 val)
7700 {
7701         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7702 }
7703
7704 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7705                                struct cftype *cft)
7706 {
7707         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7708 }
7709
7710 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7711                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7712 {
7713         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7714 }
7715
7716 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7717                                    struct cftype *cft)
7718 {
7719         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7720 }
7721 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7722
7723 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7724 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7725         {
7726                 .name = "shares",
7727                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7728                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7729         },
7730 #endif
7731 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7732         {
7733                 .name = "cfs_quota_us",
7734                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7735                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7736         },
7737         {
7738                 .name = "cfs_period_us",
7739                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7740                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7741         },
7742         {
7743                 .name = "stat",
7744                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7745         },
7746 #endif
7747 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7748         {
7749                 .name = "rt_runtime_us",
7750                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7751                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7752         },
7753         {
7754                 .name = "rt_period_us",
7755                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7756                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7757         },
7758 #endif
7759 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7760         {
7761                 .name = "uclamp.min",
7762                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7763                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7764                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7765         },
7766         {
7767                 .name = "uclamp.max",
7768                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7769                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7770                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7771         },
7772 #endif
7773         { }     /* Terminate */
7774 };
7775
7776 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7777                                struct cgroup_subsys_state *css)
7778 {
7779 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7780         {
7781                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7782                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7783                 u64 throttled_usec;
7784
7785                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7786                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7787
7788                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7789                            "nr_throttled %d\n"
7790                            "throttled_usec %llu\n",
7791                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7792                            throttled_usec);
7793         }
7794 #endif
7795         return 0;
7796 }
7797
7798 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7799 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7800                                struct cftype *cft)
7801 {
7802         struct task_group *tg = css_tg(css);
7803         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7804
7805         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7806 }
7807
7808 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7809                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7810 {
7811         /*
7812          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7813          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7814          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7815          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7816          * the original value over the entire range.
7817          */
7818         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7819                 return -ERANGE;
7820
7821         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7822
7823         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7824 }
7825
7826 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7827                                     struct cftype *cft)
7828 {
7829         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7830         int last_delta = INT_MAX;
7831         int prio, delta;
7832
7833         /* find the closest nice value to the current weight */
7834         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7835                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7836                 if (delta >= last_delta)
7837                         break;
7838                 last_delta = delta;
7839         }
7840
7841         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7842 }
7843
7844 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7845                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7846 {
7847         unsigned long weight;
7848         int idx;
7849
7850         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7851                 return -ERANGE;
7852
7853         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7854         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7855         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7856
7857         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7858 }
7859 #endif
7860
7861 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7862                                                   long period, long quota)
7863 {
7864         if (quota < 0)
7865                 seq_puts(sf, "max");
7866         else
7867                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7868
7869         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7870 }
7871
7872 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7873 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7874                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7875 {
7876         char tok[21];   /* U64_MAX */
7877
7878         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7879                 return -EINVAL;
7880
7881         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7882
7883         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7884                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7885         else if (!strcmp(tok, "max"))
7886                 *quotap = RUNTIME_INF;
7887         else
7888                 return -EINVAL;
7889
7890         return 0;
7891 }
7892
7893 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7894 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7895 {
7896         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7897
7898         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7899         return 0;
7900 }
7901
7902 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7903                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7904 {
7905         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7906         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7907         u64 quota;
7908         int ret;
7909
7910         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7911         if (!ret)
7912                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7913         return ret ?: nbytes;
7914 }
7915 #endif
7916
7917 static struct cftype cpu_files[] = {
7918 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7919         {
7920                 .name = "weight",
7921                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7922                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7923                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7924         },
7925         {
7926                 .name = "weight.nice",
7927                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7928                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7929                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7930         },
7931 #endif
7932 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7933         {
7934                 .name = "max",
7935                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7936                 .seq_show = cpu_max_show,
7937                 .write = cpu_max_write,
7938         },
7939 #endif
7940 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7941         {
7942                 .name = "uclamp.min",
7943                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7944                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7945                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7946         },
7947         {
7948                 .name = "uclamp.max",
7949                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7950                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7951                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7952         },
7953 #endif
7954         { }     /* terminate */
7955 };
7956
7957 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7958         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7959         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7960         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7961         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7962         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7963         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7964         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7965         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7966         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
7967         .dfl_cftypes    = cpu_files,
7968         .early_init     = true,
7969         .threaded       = true,
7970 };
7971
7972 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7973
7974 void dump_cpu_task(int cpu)
7975 {
7976         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7977         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7978 }
7979
7980 /*
7981  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7982  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7983  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7984  * that remained on nice 0.
7985  *
7986  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7987  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7988  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7989  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7990  * the relative distance between them is ~25%.)
7991  */
7992 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7993  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7994  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7995  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7996  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7997  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7998  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7999  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8000  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8001 };
8002
8003 /*
8004  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8005  *
8006  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8007  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8008  * into multiplications:
8009  */
8010 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8011  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8012  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8013  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8014  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8015  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8016  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8017  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8018  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8019 };
8020
8021 #undef CREATE_TRACE_POINTS