Merge tag 'net-5.10-rc2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/netdev/net
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #define CREATE_TRACE_POINTS
10 #include <trace/events/sched.h>
11 #undef CREATE_TRACE_POINTS
12
13 #include "sched.h"
14
15 #include <linux/nospec.h>
16
17 #include <linux/kcov.h>
18 #include <linux/scs.h>
19
20 #include <asm/switch_to.h>
21 #include <asm/tlb.h>
22
23 #include "../workqueue_internal.h"
24 #include "../../fs/io-wq.h"
25 #include "../smpboot.h"
26
27 #include "pelt.h"
28 #include "smp.h"
29
30 /*
31  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
32  * associated with them) to allow external modules to probe them.
33  */
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
39 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
40 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
44
45 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
46
47 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
48 /*
49  * Debugging: various feature bits
50  *
51  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
52  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
53  * at compile time and compiler optimization based on features default.
54  */
55 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
56         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
57 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
58 #include "features.h"
59         0;
60 #undef SCHED_FEAT
61 #endif
62
63 /*
64  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
65  * Limited because this is done with IRQs disabled.
66  */
67 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
68
69 /*
70  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
71  * default: 1s
72  */
73 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
74
75 __read_mostly int scheduler_running;
76
77 /*
78  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
79  * default: 0.95s
80  */
81 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
82
83
84 /*
85  * Serialization rules:
86  *
87  * Lock order:
88  *
89  *   p->pi_lock
90  *     rq->lock
91  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
92  *
93  *  rq1->lock
94  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
95  *
96  * Regular state:
97  *
98  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
99  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
100  * always looks at the local rq data structures to find the most elegible task
101  * to run next.
102  *
103  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
104  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
105  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
106  * ttwu_queue_wakelist() ]
107  *
108  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
109  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
110  *
111  * Special state:
112  *
113  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
114  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
115  * stable while holding either lock:
116  *
117  *  - sched_setaffinity()/
118  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
119  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
120  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
121  *                              p->se.load, p->rt_priority,
122  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
123  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
124  *  - sched_move_task()/
125  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
126  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
127  *
128  * p->state <- TASK_*:
129  *
130  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
131  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
132  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
133  *   concurrent self.
134  *
135  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
136  *
137  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
138  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
139  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
140  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
141  *
142  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
143  *
144  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
145  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
146  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
147  *
148  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
149  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
150  *
151  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
152  *
153  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
154  *
155  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
156  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
157  *
158  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
159  *
160  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
161  *
162  *  - for migration called under rq->lock:
163  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
164  *
165  *    o move_queued_task()
166  *    o detach_task()
167  *
168  *  - for migration called under double_rq_lock():
169  *
170  *    o __migrate_swap_task()
171  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
172  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
173  *    o dl_task_offline_migration()
174  *
175  */
176
177 /*
178  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
179  */
180 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
181         __acquires(rq->lock)
182 {
183         struct rq *rq;
184
185         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
186
187         for (;;) {
188                 rq = task_rq(p);
189                 raw_spin_lock(&rq->lock);
190                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
191                         rq_pin_lock(rq, rf);
192                         return rq;
193                 }
194                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
195
196                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
197                         cpu_relax();
198         }
199 }
200
201 /*
202  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
203  */
204 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
205         __acquires(p->pi_lock)
206         __acquires(rq->lock)
207 {
208         struct rq *rq;
209
210         for (;;) {
211                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
212                 rq = task_rq(p);
213                 raw_spin_lock(&rq->lock);
214                 /*
215                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
216                  *
217                  *      ACQUIRE (rq->lock)
218                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
219                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
220                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
221                  *                                      [L] ->on_rq
222                  *      RELEASE (rq->lock)
223                  *
224                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
225                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
226                  *
227                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
228                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
229                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
230                  */
231                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
232                         rq_pin_lock(rq, rf);
233                         return rq;
234                 }
235                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
236                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
237
238                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
239                         cpu_relax();
240         }
241 }
242
243 /*
244  * RQ-clock updating methods:
245  */
246
247 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
248 {
249 /*
250  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
251  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
252  */
253         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
254
255 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
256         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
257
258         /*
259          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
260          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
261          * {soft,}irq region.
262          *
263          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
264          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
265          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
266          * monotonic.
267          *
268          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
269          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
270          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
271          * atomic ops.
272          */
273         if (irq_delta > delta)
274                 irq_delta = delta;
275
276         rq->prev_irq_time += irq_delta;
277         delta -= irq_delta;
278 #endif
279 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
280         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
281                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
282                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
283
284                 if (unlikely(steal > delta))
285                         steal = delta;
286
287                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
288                 delta -= steal;
289         }
290 #endif
291
292         rq->clock_task += delta;
293
294 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
295         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
296                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
297 #endif
298         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
299 }
300
301 void update_rq_clock(struct rq *rq)
302 {
303         s64 delta;
304
305         lockdep_assert_held(&rq->lock);
306
307         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
308                 return;
309
310 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
311         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
312                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
313         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
314 #endif
315
316         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
317         if (delta < 0)
318                 return;
319         rq->clock += delta;
320         update_rq_clock_task(rq, delta);
321 }
322
323 static inline void
324 rq_csd_init(struct rq *rq, call_single_data_t *csd, smp_call_func_t func)
325 {
326         csd->flags = 0;
327         csd->func = func;
328         csd->info = rq;
329 }
330
331 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
332 /*
333  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
334  */
335
336 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
337 {
338         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
339                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
340 }
341
342 /*
343  * High-resolution timer tick.
344  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
345  */
346 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
347 {
348         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
349         struct rq_flags rf;
350
351         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
352
353         rq_lock(rq, &rf);
354         update_rq_clock(rq);
355         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
356         rq_unlock(rq, &rf);
357
358         return HRTIMER_NORESTART;
359 }
360
361 #ifdef CONFIG_SMP
362
363 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
364 {
365         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
366
367         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
368 }
369
370 /*
371  * called from hardirq (IPI) context
372  */
373 static void __hrtick_start(void *arg)
374 {
375         struct rq *rq = arg;
376         struct rq_flags rf;
377
378         rq_lock(rq, &rf);
379         __hrtick_restart(rq);
380         rq_unlock(rq, &rf);
381 }
382
383 /*
384  * Called to set the hrtick timer state.
385  *
386  * called with rq->lock held and irqs disabled
387  */
388 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
389 {
390         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
391         ktime_t time;
392         s64 delta;
393
394         /*
395          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
396          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
397          */
398         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
399         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
400
401         hrtimer_set_expires(timer, time);
402
403         if (rq == this_rq())
404                 __hrtick_restart(rq);
405         else
406                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
407 }
408
409 #else
410 /*
411  * Called to set the hrtick timer state.
412  *
413  * called with rq->lock held and irqs disabled
414  */
415 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
416 {
417         /*
418          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
419          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
420          */
421         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
422         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
423                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
424 }
425
426 #endif /* CONFIG_SMP */
427
428 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
429 {
430 #ifdef CONFIG_SMP
431         rq_csd_init(rq, &rq->hrtick_csd, __hrtick_start);
432 #endif
433         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
434         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
435 }
436 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
437 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
438 {
439 }
440
441 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
442 {
443 }
444 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
445
446 /*
447  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
448  */
449 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
450         ({                                                              \
451                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
452                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
453                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
454                                                                         \
455                 for (;;) {                                              \
456                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
457                         if (_old == _val)                               \
458                                 break;                                  \
459                         _val = _old;                                    \
460                 }                                                       \
461         _old;                                                           \
462 })
463
464 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
465 /*
466  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
467  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
468  * spurious IPIs.
469  */
470 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
471 {
472         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
473         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
474 }
475
476 /*
477  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
478  *
479  * If this returns true, then the idle task promises to call
480  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
481  */
482 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
483 {
484         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
485         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
486
487         for (;;) {
488                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
489                         return false;
490                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
491                         return true;
492                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
493                 if (old == val)
494                         break;
495                 val = old;
496         }
497         return true;
498 }
499
500 #else
501 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
502 {
503         set_tsk_need_resched(p);
504         return true;
505 }
506
507 #ifdef CONFIG_SMP
508 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
509 {
510         return false;
511 }
512 #endif
513 #endif
514
515 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
516 {
517         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
518
519         /*
520          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
521          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
522          * wakeup due to that.
523          *
524          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
525          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
526          */
527         smp_mb__before_atomic();
528         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
529                 return false;
530
531         /*
532          * The head is context local, there can be no concurrency.
533          */
534         *head->lastp = node;
535         head->lastp = &node->next;
536         return true;
537 }
538
539 /**
540  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
541  * @head: the wake_q_head to add @task to
542  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
543  *
544  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
545  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
546  * instantly.
547  *
548  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
549  * must be ready to be woken at this location.
550  */
551 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
552 {
553         if (__wake_q_add(head, task))
554                 get_task_struct(task);
555 }
556
557 /**
558  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
559  * @head: the wake_q_head to add @task to
560  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
561  *
562  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
563  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
564  * instantly.
565  *
566  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
567  * must be ready to be woken at this location.
568  *
569  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
570  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
571  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
572  * queued for wakeup.
573  */
574 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
575 {
576         if (!__wake_q_add(head, task))
577                 put_task_struct(task);
578 }
579
580 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
581 {
582         struct wake_q_node *node = head->first;
583
584         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
585                 struct task_struct *task;
586
587                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
588                 BUG_ON(!task);
589                 /* Task can safely be re-inserted now: */
590                 node = node->next;
591                 task->wake_q.next = NULL;
592
593                 /*
594                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
595                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
596                  */
597                 wake_up_process(task);
598                 put_task_struct(task);
599         }
600 }
601
602 /*
603  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
604  *
605  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
606  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
607  * the target CPU.
608  */
609 void resched_curr(struct rq *rq)
610 {
611         struct task_struct *curr = rq->curr;
612         int cpu;
613
614         lockdep_assert_held(&rq->lock);
615
616         if (test_tsk_need_resched(curr))
617                 return;
618
619         cpu = cpu_of(rq);
620
621         if (cpu == smp_processor_id()) {
622                 set_tsk_need_resched(curr);
623                 set_preempt_need_resched();
624                 return;
625         }
626
627         if (set_nr_and_not_polling(curr))
628                 smp_send_reschedule(cpu);
629         else
630                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
631 }
632
633 void resched_cpu(int cpu)
634 {
635         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
636         unsigned long flags;
637
638         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
639         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
640                 resched_curr(rq);
641         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
642 }
643
644 #ifdef CONFIG_SMP
645 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
646 /*
647  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
648  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
649  *
650  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
651  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
652  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
653  */
654 int get_nohz_timer_target(void)
655 {
656         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
657         struct sched_domain *sd;
658
659         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
660                 if (!idle_cpu(cpu))
661                         return cpu;
662                 default_cpu = cpu;
663         }
664
665         rcu_read_lock();
666         for_each_domain(cpu, sd) {
667                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
668                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
669                         if (cpu == i)
670                                 continue;
671
672                         if (!idle_cpu(i)) {
673                                 cpu = i;
674                                 goto unlock;
675                         }
676                 }
677         }
678
679         if (default_cpu == -1)
680                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
681         cpu = default_cpu;
682 unlock:
683         rcu_read_unlock();
684         return cpu;
685 }
686
687 /*
688  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
689  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
690  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
691  * idle system the next event might even be infinite time into the
692  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
693  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
694  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
695  * wheel for the next timer event.
696  */
697 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
698 {
699         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
700
701         if (cpu == smp_processor_id())
702                 return;
703
704         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
705                 smp_send_reschedule(cpu);
706         else
707                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
708 }
709
710 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
711 {
712         /*
713          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
714          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
715          * If needed we can still optimize that later with an
716          * empty IRQ.
717          */
718         if (cpu_is_offline(cpu))
719                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
720         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
721                 if (cpu != smp_processor_id() ||
722                     tick_nohz_tick_stopped())
723                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
724                 return true;
725         }
726
727         return false;
728 }
729
730 /*
731  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
732  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
733  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
734  */
735 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
736 {
737         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
738                 wake_up_idle_cpu(cpu);
739 }
740
741 static void nohz_csd_func(void *info)
742 {
743         struct rq *rq = info;
744         int cpu = cpu_of(rq);
745         unsigned int flags;
746
747         /*
748          * Release the rq::nohz_csd.
749          */
750         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
751         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
752
753         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
754         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
755                 rq->nohz_idle_balance = flags;
756                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
757         }
758 }
759
760 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
761
762 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
763 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
764 {
765         int fifo_nr_running;
766
767         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
768         if (rq->dl.dl_nr_running)
769                 return false;
770
771         /*
772          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
773          * actual RR behaviour.
774          */
775         if (rq->rt.rr_nr_running) {
776                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
777                         return true;
778                 else
779                         return false;
780         }
781
782         /*
783          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
784          * forced preemption between FIFO tasks.
785          */
786         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
787         if (fifo_nr_running)
788                 return true;
789
790         /*
791          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
792          * if there's more than one we need the tick for involuntary
793          * preemption.
794          */
795         if (rq->nr_running > 1)
796                 return false;
797
798         return true;
799 }
800 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
801 #endif /* CONFIG_SMP */
802
803 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
804                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
805 /*
806  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
807  * node and @up when leaving it for the final time.
808  *
809  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
810  */
811 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
812                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
813 {
814         struct task_group *parent, *child;
815         int ret;
816
817         parent = from;
818
819 down:
820         ret = (*down)(parent, data);
821         if (ret)
822                 goto out;
823         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
824                 parent = child;
825                 goto down;
826
827 up:
828                 continue;
829         }
830         ret = (*up)(parent, data);
831         if (ret || parent == from)
832                 goto out;
833
834         child = parent;
835         parent = parent->parent;
836         if (parent)
837                 goto up;
838 out:
839         return ret;
840 }
841
842 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
843 {
844         return 0;
845 }
846 #endif
847
848 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
849 {
850         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
851         struct load_weight *load = &p->se.load;
852
853         /*
854          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
855          */
856         if (task_has_idle_policy(p)) {
857                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
858                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
859                 return;
860         }
861
862         /*
863          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
864          * weight
865          */
866         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
867                 reweight_task(p, prio);
868         } else {
869                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
870                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
871         }
872 }
873
874 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
875 /*
876  * Serializes updates of utilization clamp values
877  *
878  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
879  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
880  * support enqueue/dequeue operations.
881  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
882  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
883  * updates or API abuses.
884  */
885 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
886
887 /* Max allowed minimum utilization */
888 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
889
890 /* Max allowed maximum utilization */
891 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
892
893 /*
894  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
895  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
896  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
897  *
898  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
899  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
900  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
901  * battery life.
902  *
903  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
904  *
905  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
906  * above.
907  */
908 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
909
910 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
911 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
912
913 /*
914  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
915  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
916  * enqueue/dequeue_task().
917  *
918  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
919  * minimum uclamp overhead in the fast path.
920  *
921  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
922  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
923  * functionality.
924  *
925  * The knobs that would enable this static key are:
926  *
927  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
928  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
929  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
930  */
931 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
932
933 /* Integer rounded range for each bucket */
934 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
935
936 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
937         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
938
939 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
940 {
941         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
942 }
943
944 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
945 {
946         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
947                 return 0;
948         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
949 }
950
951 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
952                                  unsigned int value, bool user_defined)
953 {
954         uc_se->value = value;
955         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
956         uc_se->user_defined = user_defined;
957 }
958
959 static inline unsigned int
960 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
961                   unsigned int clamp_value)
962 {
963         /*
964          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
965          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
966          * max-clamp.
967          */
968         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
969                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
970                 return clamp_value;
971         }
972
973         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
974 }
975
976 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
977                                      unsigned int clamp_value)
978 {
979         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
980         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
981                 return;
982
983         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
984 }
985
986 static inline
987 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
988                                    unsigned int clamp_value)
989 {
990         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
991         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
992
993         /*
994          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
995          * top most bucket with tasks in.
996          */
997         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
998                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
999                         continue;
1000                 return bucket[bucket_id].value;
1001         }
1002
1003         /* No tasks -- default clamp values */
1004         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1005 }
1006
1007 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1008 {
1009         unsigned int default_util_min;
1010         struct uclamp_se *uc_se;
1011
1012         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1013
1014         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1015
1016         /* Only sync if user didn't override the default */
1017         if (uc_se->user_defined)
1018                 return;
1019
1020         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1021         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1022 }
1023
1024 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1025 {
1026         struct rq_flags rf;
1027         struct rq *rq;
1028
1029         if (!rt_task(p))
1030                 return;
1031
1032         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1033         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1034         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1035         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1036 }
1037
1038 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1039 {
1040         struct task_struct *g, *p;
1041
1042         /*
1043          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1044          *                                        uclamp_min_rt = X;
1045          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1046          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1047          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1048          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1049          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1050          *
1051          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1052          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1053          * task.
1054          */
1055         read_lock(&tasklist_lock);
1056         smp_mb__after_spinlock();
1057         read_unlock(&tasklist_lock);
1058
1059         rcu_read_lock();
1060         for_each_process_thread(g, p)
1061                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1062         rcu_read_unlock();
1063 }
1064
1065 static inline struct uclamp_se
1066 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1067 {
1068         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1069 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1070         struct uclamp_se uc_max;
1071
1072         /*
1073          * Tasks in autogroups or root task group will be
1074          * restricted by system defaults.
1075          */
1076         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1077                 return uc_req;
1078         if (task_group(p) == &root_task_group)
1079                 return uc_req;
1080
1081         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
1082         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
1083                 return uc_max;
1084 #endif
1085
1086         return uc_req;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1091  * priority:
1092  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1093  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1094  *   group or in an autogroup
1095  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1096  */
1097 static inline struct uclamp_se
1098 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1099 {
1100         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1101         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1102
1103         /* System default restrictions always apply */
1104         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1105                 return uc_max;
1106
1107         return uc_req;
1108 }
1109
1110 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1111 {
1112         struct uclamp_se uc_eff;
1113
1114         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1115         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1116                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1117
1118         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1119
1120         return (unsigned long)uc_eff.value;
1121 }
1122
1123 /*
1124  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1125  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1126  * updates the rq's clamp value if required.
1127  *
1128  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1129  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1130  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1131  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1132  */
1133 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1134                                     enum uclamp_id clamp_id)
1135 {
1136         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1137         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1138         struct uclamp_bucket *bucket;
1139
1140         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1141
1142         /* Update task effective clamp */
1143         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1144
1145         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1146         bucket->tasks++;
1147         uc_se->active = true;
1148
1149         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1150
1151         /*
1152          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1153          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1154          */
1155         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1156                 bucket->value = uc_se->value;
1157
1158         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1159                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1160 }
1161
1162 /*
1163  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1164  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1165  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1166  *
1167  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1168  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1169  * enforce the expected state and warn.
1170  */
1171 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1172                                     enum uclamp_id clamp_id)
1173 {
1174         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1175         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1176         struct uclamp_bucket *bucket;
1177         unsigned int bkt_clamp;
1178         unsigned int rq_clamp;
1179
1180         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1181
1182         /*
1183          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1184          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1185          *
1186          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1187          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1188          * here.
1189          *
1190          * Need to be careful of the following enqeueue/dequeue ordering
1191          * problem too
1192          *
1193          *      enqueue(taskA)
1194          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1195          *      enqueue(taskB)
1196          *      dequeue(taskA)
1197          *      // Must not decrement bukcet->tasks here
1198          *      dequeue(taskB)
1199          *
1200          * where we could end up with stale data in uc_se and
1201          * bucket[uc_se->bucket_id].
1202          *
1203          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1204          */
1205         if (unlikely(!uc_se->active))
1206                 return;
1207
1208         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1209
1210         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1211         if (likely(bucket->tasks))
1212                 bucket->tasks--;
1213
1214         uc_se->active = false;
1215
1216         /*
1217          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1218          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1219          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1220          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1221          */
1222         if (likely(bucket->tasks))
1223                 return;
1224
1225         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1226         /*
1227          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1228          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1229          */
1230         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1231         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1232                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1233                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1234         }
1235 }
1236
1237 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1238 {
1239         enum uclamp_id clamp_id;
1240
1241         /*
1242          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1243          *
1244          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1245          * sched_uclamp_used is disabled.
1246          */
1247         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1248                 return;
1249
1250         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1251                 return;
1252
1253         for_each_clamp_id(clamp_id)
1254                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1255
1256         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1257         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1258                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1259 }
1260
1261 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1262 {
1263         enum uclamp_id clamp_id;
1264
1265         /*
1266          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1267          *
1268          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1269          * sched_uclamp_used is disabled.
1270          */
1271         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1272                 return;
1273
1274         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1275                 return;
1276
1277         for_each_clamp_id(clamp_id)
1278                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1279 }
1280
1281 static inline void
1282 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1283 {
1284         struct rq_flags rf;
1285         struct rq *rq;
1286
1287         /*
1288          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1289          *
1290          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1291          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1292          * enqueues, dequeues and migration operations.
1293          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1294          */
1295         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1296
1297         /*
1298          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1299          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1300          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1301          * it will already see the updated clamp bucket value.
1302          */
1303         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1304                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1305                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1306         }
1307
1308         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1309 }
1310
1311 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1312 static inline void
1313 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1314                            unsigned int clamps)
1315 {
1316         enum uclamp_id clamp_id;
1317         struct css_task_iter it;
1318         struct task_struct *p;
1319
1320         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1321         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1322                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1323                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1324                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1325                 }
1326         }
1327         css_task_iter_end(&it);
1328 }
1329
1330 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1331 static void uclamp_update_root_tg(void)
1332 {
1333         struct task_group *tg = &root_task_group;
1334
1335         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1336                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1337         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1338                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1339
1340         rcu_read_lock();
1341         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1342         rcu_read_unlock();
1343 }
1344 #else
1345 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1346 #endif
1347
1348 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1349                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1350 {
1351         bool update_root_tg = false;
1352         int old_min, old_max, old_min_rt;
1353         int result;
1354
1355         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1356         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1357         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1358         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1359
1360         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1361         if (result)
1362                 goto undo;
1363         if (!write)
1364                 goto done;
1365
1366         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1367             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1368             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1369
1370                 result = -EINVAL;
1371                 goto undo;
1372         }
1373
1374         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1375                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1376                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1377                 update_root_tg = true;
1378         }
1379         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1380                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1381                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1382                 update_root_tg = true;
1383         }
1384
1385         if (update_root_tg) {
1386                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1387                 uclamp_update_root_tg();
1388         }
1389
1390         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1391                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1392                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1393         }
1394
1395         /*
1396          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1397          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1398          * task enqueue time.
1399          */
1400
1401         goto done;
1402
1403 undo:
1404         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1405         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1406         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1407 done:
1408         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1409
1410         return result;
1411 }
1412
1413 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1414                            const struct sched_attr *attr)
1415 {
1416         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1417         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1418
1419         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1420                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1421         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1422                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1423
1424         if (lower_bound > upper_bound)
1425                 return -EINVAL;
1426         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1427                 return -EINVAL;
1428
1429         /*
1430          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1431          *
1432          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1433          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1434          * scheduler locks.
1435          */
1436         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1437
1438         return 0;
1439 }
1440
1441 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1442                                   const struct sched_attr *attr)
1443 {
1444         enum uclamp_id clamp_id;
1445
1446         /*
1447          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1448          * without a task-specific value.
1449          */
1450         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1451                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1452
1453                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1454                 if (uc_se->user_defined)
1455                         continue;
1456
1457                 /*
1458                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1459                  * at runtime.
1460                  */
1461                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1462                         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1463                 else
1464                         uclamp_se_set(uc_se, uclamp_none(clamp_id), false);
1465
1466         }
1467
1468         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1469                 return;
1470
1471         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1472                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1473                               attr->sched_util_min, true);
1474         }
1475
1476         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1477                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1478                               attr->sched_util_max, true);
1479         }
1480 }
1481
1482 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1483 {
1484         enum uclamp_id clamp_id;
1485
1486         /*
1487          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1488          * as the task is still at its early fork stages.
1489          */
1490         for_each_clamp_id(clamp_id)
1491                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1492
1493         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1494                 return;
1495
1496         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1497                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1498                               uclamp_none(clamp_id), false);
1499         }
1500 }
1501
1502 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1503 {
1504         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1505 }
1506
1507 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1508 {
1509         enum uclamp_id clamp_id;
1510         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1511
1512         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1513                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1514                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1515                 };
1516         }
1517
1518         rq->uclamp_flags = 0;
1519 }
1520
1521 static void __init init_uclamp(void)
1522 {
1523         struct uclamp_se uc_max = {};
1524         enum uclamp_id clamp_id;
1525         int cpu;
1526
1527         for_each_possible_cpu(cpu)
1528                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1529
1530         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1531                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1532                               uclamp_none(clamp_id), false);
1533         }
1534
1535         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1536         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1537         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1538                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1539 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1540                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1541                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1542 #endif
1543         }
1544 }
1545
1546 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1547 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1548 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1549 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1550                                   const struct sched_attr *attr)
1551 {
1552         return -EOPNOTSUPP;
1553 }
1554 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1555                                   const struct sched_attr *attr) { }
1556 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1557 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1558 static inline void init_uclamp(void) { }
1559 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1560
1561 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1562 {
1563         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1564                 update_rq_clock(rq);
1565
1566         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1567                 sched_info_queued(rq, p);
1568                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1569         }
1570
1571         uclamp_rq_inc(rq, p);
1572         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1573 }
1574
1575 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1576 {
1577         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1578                 update_rq_clock(rq);
1579
1580         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1581                 sched_info_dequeued(rq, p);
1582                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1583         }
1584
1585         uclamp_rq_dec(rq, p);
1586         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1587 }
1588
1589 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1590 {
1591         enqueue_task(rq, p, flags);
1592
1593         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1594 }
1595
1596 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1597 {
1598         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1599
1600         dequeue_task(rq, p, flags);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1605  */
1606 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1607 {
1608         return p->static_prio;
1609 }
1610
1611 /*
1612  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1613  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1614  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1615  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1616  * estimator recalculates.
1617  */
1618 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1619 {
1620         int prio;
1621
1622         if (task_has_dl_policy(p))
1623                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1624         else if (task_has_rt_policy(p))
1625                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1626         else
1627                 prio = __normal_prio(p);
1628         return prio;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1633  * taken into account by the scheduler. This value might
1634  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1635  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1636  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1637  */
1638 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1639 {
1640         p->normal_prio = normal_prio(p);
1641         /*
1642          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1643          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1644          * to the normal priority:
1645          */
1646         if (!rt_prio(p->prio))
1647                 return p->normal_prio;
1648         return p->prio;
1649 }
1650
1651 /**
1652  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1653  * @p: the task in question.
1654  *
1655  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1656  */
1657 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1658 {
1659         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1660 }
1661
1662 /*
1663  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1664  * use the balance_callback list if you want balancing.
1665  *
1666  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1667  * balance_callback().
1668  */
1669 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1670                                        const struct sched_class *prev_class,
1671                                        int oldprio)
1672 {
1673         if (prev_class != p->sched_class) {
1674                 if (prev_class->switched_from)
1675                         prev_class->switched_from(rq, p);
1676
1677                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1678         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1679                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1680 }
1681
1682 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1683 {
1684         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
1685                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1686         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
1687                 resched_curr(rq);
1688
1689         /*
1690          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1691          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1692          */
1693         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1694                 rq_clock_skip_update(rq);
1695 }
1696
1697 #ifdef CONFIG_SMP
1698
1699 /*
1700  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1701  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1702  */
1703 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1704 {
1705         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1706                 return false;
1707
1708         if (is_per_cpu_kthread(p))
1709                 return cpu_online(cpu);
1710
1711         return cpu_active(cpu);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * This is how migration works:
1716  *
1717  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1718  *    stop_one_cpu().
1719  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1720  *    off the CPU)
1721  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1722  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1723  *    it and puts it into the right queue.
1724  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1725  *    is done.
1726  */
1727
1728 /*
1729  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1730  *
1731  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1732  */
1733 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1734                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1735 {
1736         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1737
1738         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1739         set_task_cpu(p, new_cpu);
1740         rq_unlock(rq, rf);
1741
1742         rq = cpu_rq(new_cpu);
1743
1744         rq_lock(rq, rf);
1745         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1746         activate_task(rq, p, 0);
1747         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1748
1749         return rq;
1750 }
1751
1752 struct migration_arg {
1753         struct task_struct *task;
1754         int dest_cpu;
1755 };
1756
1757 /*
1758  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1759  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1760  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1761  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1762  *
1763  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1764  * as the task is no longer on this CPU.
1765  */
1766 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1767                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1768 {
1769         /* Affinity changed (again). */
1770         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1771                 return rq;
1772
1773         update_rq_clock(rq);
1774         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1775
1776         return rq;
1777 }
1778
1779 /*
1780  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1781  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1782  * 'pushing' onto another runqueue.
1783  */
1784 static int migration_cpu_stop(void *data)
1785 {
1786         struct migration_arg *arg = data;
1787         struct task_struct *p = arg->task;
1788         struct rq *rq = this_rq();
1789         struct rq_flags rf;
1790
1791         /*
1792          * The original target CPU might have gone down and we might
1793          * be on another CPU but it doesn't matter.
1794          */
1795         local_irq_disable();
1796         /*
1797          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1798          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1799          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1800          */
1801         flush_smp_call_function_from_idle();
1802
1803         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1804         rq_lock(rq, &rf);
1805         /*
1806          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1807          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1808          * we're holding p->pi_lock.
1809          */
1810         if (task_rq(p) == rq) {
1811                 if (task_on_rq_queued(p))
1812                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1813                 else
1814                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1815         }
1816         rq_unlock(rq, &rf);
1817         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1818
1819         local_irq_enable();
1820         return 0;
1821 }
1822
1823 /*
1824  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1825  * actually call this function.
1826  */
1827 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1828 {
1829         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1830         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1831 }
1832
1833 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1834 {
1835         struct rq *rq = task_rq(p);
1836         bool queued, running;
1837
1838         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1839
1840         queued = task_on_rq_queued(p);
1841         running = task_current(rq, p);
1842
1843         if (queued) {
1844                 /*
1845                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1846                  * holding rq->lock.
1847                  */
1848                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1849                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1850         }
1851         if (running)
1852                 put_prev_task(rq, p);
1853
1854         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1855
1856         if (queued)
1857                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1858         if (running)
1859                 set_next_task(rq, p);
1860 }
1861
1862 /*
1863  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1864  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1865  * is removed from the allowed bitmask.
1866  *
1867  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1868  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1869  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1870  */
1871 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1872                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1873 {
1874         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1875         unsigned int dest_cpu;
1876         struct rq_flags rf;
1877         struct rq *rq;
1878         int ret = 0;
1879
1880         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1881         update_rq_clock(rq);
1882
1883         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1884                 /*
1885                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1886                  */
1887                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1888         }
1889
1890         /*
1891          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1892          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1893          */
1894         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1895                 ret = -EINVAL;
1896                 goto out;
1897         }
1898
1899         if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
1900                 goto out;
1901
1902         /*
1903          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
1904          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
1905          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
1906          */
1907         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
1908         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1909                 ret = -EINVAL;
1910                 goto out;
1911         }
1912
1913         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1914
1915         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1916                 /*
1917                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1918                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1919                  */
1920                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1921                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1922                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1923         }
1924
1925         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1926         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1927                 goto out;
1928
1929         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1930                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1931                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1932                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1933                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1934                 return 0;
1935         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1936                 /*
1937                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1938                  * afterwards anyway.
1939                  */
1940                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1941         }
1942 out:
1943         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1944
1945         return ret;
1946 }
1947
1948 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1949 {
1950         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1951 }
1952 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1953
1954 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1955 {
1956 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1957         /*
1958          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1959          * ttwu() will sort out the placement.
1960          */
1961         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1962                         !p->on_rq);
1963
1964         /*
1965          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1966          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1967          * time relying on p->on_rq.
1968          */
1969         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1970                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1971                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1972
1973 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1974         /*
1975          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1976          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1977          *
1978          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1979          * see task_group().
1980          *
1981          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1982          * task_rq_lock().
1983          */
1984         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1985                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1986 #endif
1987         /*
1988          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1989          */
1990         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1991 #endif
1992
1993         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1994
1995         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1996                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1997                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1998                 p->se.nr_migrations++;
1999                 rseq_migrate(p);
2000                 perf_event_task_migrate(p);
2001         }
2002
2003         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2004 }
2005
2006 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2007 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
2008 {
2009         if (task_on_rq_queued(p)) {
2010                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
2011                 struct rq_flags srf, drf;
2012
2013                 src_rq = task_rq(p);
2014                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
2015
2016                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
2017                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
2018
2019                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2020                 set_task_cpu(p, cpu);
2021                 activate_task(dst_rq, p, 0);
2022                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
2023
2024                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
2025                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
2026
2027         } else {
2028                 /*
2029                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
2030                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
2031                  * previous CPU our target instead of where it really is.
2032                  */
2033                 p->wake_cpu = cpu;
2034         }
2035 }
2036
2037 struct migration_swap_arg {
2038         struct task_struct *src_task, *dst_task;
2039         int src_cpu, dst_cpu;
2040 };
2041
2042 static int migrate_swap_stop(void *data)
2043 {
2044         struct migration_swap_arg *arg = data;
2045         struct rq *src_rq, *dst_rq;
2046         int ret = -EAGAIN;
2047
2048         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
2049                 return -EAGAIN;
2050
2051         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
2052         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
2053
2054         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
2055                         &arg->dst_task->pi_lock);
2056         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
2057
2058         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
2059                 goto unlock;
2060
2061         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
2062                 goto unlock;
2063
2064         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
2065                 goto unlock;
2066
2067         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
2068                 goto unlock;
2069
2070         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
2071         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
2072
2073         ret = 0;
2074
2075 unlock:
2076         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
2077         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
2078         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
2079
2080         return ret;
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Cross migrate two tasks
2085  */
2086 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
2087                 int target_cpu, int curr_cpu)
2088 {
2089         struct migration_swap_arg arg;
2090         int ret = -EINVAL;
2091
2092         arg = (struct migration_swap_arg){
2093                 .src_task = cur,
2094                 .src_cpu = curr_cpu,
2095                 .dst_task = p,
2096                 .dst_cpu = target_cpu,
2097         };
2098
2099         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
2100                 goto out;
2101
2102         /*
2103          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
2104          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
2105          */
2106         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
2107                 goto out;
2108
2109         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
2110                 goto out;
2111
2112         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
2113                 goto out;
2114
2115         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
2116         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
2117
2118 out:
2119         return ret;
2120 }
2121 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2122
2123 /*
2124  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2125  *
2126  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2127  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2128  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2129  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2130  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2131  * @p has remained unscheduled the whole time.
2132  *
2133  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2134  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2135  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2136  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2137  * waiting to become inactive.
2138  */
2139 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2140 {
2141         int running, queued;
2142         struct rq_flags rf;
2143         unsigned long ncsw;
2144         struct rq *rq;
2145
2146         for (;;) {
2147                 /*
2148                  * We do the initial early heuristics without holding
2149                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2150                  * the runqueue lock when things look like they will
2151                  * work out!
2152                  */
2153                 rq = task_rq(p);
2154
2155                 /*
2156                  * If the task is actively running on another CPU
2157                  * still, just relax and busy-wait without holding
2158                  * any locks.
2159                  *
2160                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2161                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2162                  * But we don't care, since "task_running()" will
2163                  * return false if the runqueue has changed and p
2164                  * is actually now running somewhere else!
2165                  */
2166                 while (task_running(rq, p)) {
2167                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2168                                 return 0;
2169                         cpu_relax();
2170                 }
2171
2172                 /*
2173                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2174                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2175                  * just go back and repeat.
2176                  */
2177                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
2178                 trace_sched_wait_task(p);
2179                 running = task_running(rq, p);
2180                 queued = task_on_rq_queued(p);
2181                 ncsw = 0;
2182                 if (!match_state || p->state == match_state)
2183                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2184                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2185
2186                 /*
2187                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2188                  */
2189                 if (unlikely(!ncsw))
2190                         break;
2191
2192                 /*
2193                  * Was it really running after all now that we
2194                  * checked with the proper locks actually held?
2195                  *
2196                  * Oops. Go back and try again..
2197                  */
2198                 if (unlikely(running)) {
2199                         cpu_relax();
2200                         continue;
2201                 }
2202
2203                 /*
2204                  * It's not enough that it's not actively running,
2205                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2206                  * preempted!
2207                  *
2208                  * So if it was still runnable (but just not actively
2209                  * running right now), it's preempted, and we should
2210                  * yield - it could be a while.
2211                  */
2212                 if (unlikely(queued)) {
2213                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
2214
2215                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2216                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2217                         continue;
2218                 }
2219
2220                 /*
2221                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2222                  * runnable, which means that it will never become
2223                  * running in the future either. We're all done!
2224                  */
2225                 break;
2226         }
2227
2228         return ncsw;
2229 }
2230
2231 /***
2232  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2233  * @p: the to-be-kicked thread
2234  *
2235  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2236  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2237  *
2238  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2239  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2240  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2241  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2242  * achieved as well.
2243  */
2244 void kick_process(struct task_struct *p)
2245 {
2246         int cpu;
2247
2248         preempt_disable();
2249         cpu = task_cpu(p);
2250         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2251                 smp_send_reschedule(cpu);
2252         preempt_enable();
2253 }
2254 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2255
2256 /*
2257  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2258  *
2259  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2260  *
2261  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2262  *
2263  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2264  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2265  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2266  *    see it.
2267  *
2268  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2269  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2270  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2271  *    off.
2272  *
2273  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2274  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2275  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2276  * to satisfy the above rules.
2277  */
2278 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2279 {
2280         int nid = cpu_to_node(cpu);
2281         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2282         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2283         int dest_cpu;
2284
2285         /*
2286          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2287          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2288          * select the CPU on the other node.
2289          */
2290         if (nid != -1) {
2291                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2292
2293                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2294                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2295                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2296                                 continue;
2297                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2298                                 return dest_cpu;
2299                 }
2300         }
2301
2302         for (;;) {
2303                 /* Any allowed, online CPU? */
2304                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2305                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2306                                 continue;
2307
2308                         goto out;
2309                 }
2310
2311                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2312                 switch (state) {
2313                 case cpuset:
2314                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2315                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2316                                 state = possible;
2317                                 break;
2318                         }
2319                         fallthrough;
2320                 case possible:
2321                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2322                         state = fail;
2323                         break;
2324
2325                 case fail:
2326                         BUG();
2327                         break;
2328                 }
2329         }
2330
2331 out:
2332         if (state != cpuset) {
2333                 /*
2334                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2335                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2336                  * leave kernel.
2337                  */
2338                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2339                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2340                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2341                 }
2342         }
2343
2344         return dest_cpu;
2345 }
2346
2347 /*
2348  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2349  */
2350 static inline
2351 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2352 {
2353         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2354
2355         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2356                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2357         else
2358                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2359
2360         /*
2361          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2362          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2363          * CPU.
2364          *
2365          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2366          *
2367          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2368          *   not worry about this generic constraint ]
2369          */
2370         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2371                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2372
2373         return cpu;
2374 }
2375
2376 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2377 {
2378         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2379         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2380
2381         if (stop) {
2382                 /*
2383                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2384                  * userspace knows about and won't get confused about.
2385                  *
2386                  * Also, it will make PI more or less work without too
2387                  * much confusion -- but then, stop work should not
2388                  * rely on PI working anyway.
2389                  */
2390                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2391
2392                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2393         }
2394
2395         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2396
2397         if (old_stop) {
2398                 /*
2399                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2400                  * it can die in pieces.
2401                  */
2402                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2403         }
2404 }
2405
2406 #else
2407
2408 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2409                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2410 {
2411         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2412 }
2413
2414 #endif /* CONFIG_SMP */
2415
2416 static void
2417 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2418 {
2419         struct rq *rq;
2420
2421         if (!schedstat_enabled())
2422                 return;
2423
2424         rq = this_rq();
2425
2426 #ifdef CONFIG_SMP
2427         if (cpu == rq->cpu) {
2428                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2429                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2430         } else {
2431                 struct sched_domain *sd;
2432
2433                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2434                 rcu_read_lock();
2435                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2436                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2437                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2438                                 break;
2439                         }
2440                 }
2441                 rcu_read_unlock();
2442         }
2443
2444         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2445                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2446 #endif /* CONFIG_SMP */
2447
2448         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2449         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2450
2451         if (wake_flags & WF_SYNC)
2452                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2453 }
2454
2455 /*
2456  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2457  */
2458 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2459                            struct rq_flags *rf)
2460 {
2461         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2462         p->state = TASK_RUNNING;
2463         trace_sched_wakeup(p);
2464
2465 #ifdef CONFIG_SMP
2466         if (p->sched_class->task_woken) {
2467                 /*
2468                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2469                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2470                  */
2471                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2472                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2473                 rq_repin_lock(rq, rf);
2474         }
2475
2476         if (rq->idle_stamp) {
2477                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2478                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2479
2480                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2481
2482                 if (rq->avg_idle > max)
2483                         rq->avg_idle = max;
2484
2485                 rq->idle_stamp = 0;
2486         }
2487 #endif
2488 }
2489
2490 static void
2491 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2492                  struct rq_flags *rf)
2493 {
2494         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2495
2496         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2497
2498         if (p->sched_contributes_to_load)
2499                 rq->nr_uninterruptible--;
2500
2501 #ifdef CONFIG_SMP
2502         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2503                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2504 #endif
2505
2506         activate_task(rq, p, en_flags);
2507         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2508 }
2509
2510 /*
2511  * Consider @p being inside a wait loop:
2512  *
2513  *   for (;;) {
2514  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2515  *
2516  *      if (CONDITION)
2517  *         break;
2518  *
2519  *      schedule();
2520  *   }
2521  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
2522  *
2523  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
2524  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
2525  * an atomic manner.
2526  *
2527  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
2528  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
2529  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
2530  * need to do a full wakeup with enqueue.
2531  *
2532  * Returns: %true when the wakeup is done,
2533  *          %false otherwise.
2534  */
2535 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
2536 {
2537         struct rq_flags rf;
2538         struct rq *rq;
2539         int ret = 0;
2540
2541         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2542         if (task_on_rq_queued(p)) {
2543                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2544                 update_rq_clock(rq);
2545                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2546                 ret = 1;
2547         }
2548         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2549
2550         return ret;
2551 }
2552
2553 #ifdef CONFIG_SMP
2554 void sched_ttwu_pending(void *arg)
2555 {
2556         struct llist_node *llist = arg;
2557         struct rq *rq = this_rq();
2558         struct task_struct *p, *t;
2559         struct rq_flags rf;
2560
2561         if (!llist)
2562                 return;
2563
2564         /*
2565          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
2566          * Races such that false-negatives are possible, since they
2567          * are shorter lived that false-positives would be.
2568          */
2569         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
2570
2571         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2572         update_rq_clock(rq);
2573
2574         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
2575                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
2576                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2577
2578                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
2579                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
2580
2581                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2582         }
2583
2584         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2585 }
2586
2587 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
2588 {
2589         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2590
2591         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2592                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
2593         else
2594                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2595 }
2596
2597 /*
2598  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
2599  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
2600  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
2601  * of the wakeup instead of the waker.
2602  */
2603 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2604 {
2605         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2606
2607         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2608
2609         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
2610         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
2611 }
2612
2613 void wake_up_if_idle(int cpu)
2614 {
2615         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2616         struct rq_flags rf;
2617
2618         rcu_read_lock();
2619
2620         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2621                 goto out;
2622
2623         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2624                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2625         } else {
2626                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2627                 if (is_idle_task(rq->curr))
2628                         smp_send_reschedule(cpu);
2629                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2630                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2631         }
2632
2633 out:
2634         rcu_read_unlock();
2635 }
2636
2637 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2638 {
2639         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2640 }
2641
2642 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
2643 {
2644         /*
2645          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
2646          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
2647          */
2648         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
2649                 return true;
2650
2651         /*
2652          * If the task is descheduling and the only running task on the
2653          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
2654          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
2655          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
2656          */
2657         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
2658                 return true;
2659
2660         return false;
2661 }
2662
2663 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2664 {
2665         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
2666                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
2667                         return false;
2668
2669                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2670                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
2671                 return true;
2672         }
2673
2674         return false;
2675 }
2676
2677 #else /* !CONFIG_SMP */
2678
2679 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2680 {
2681         return false;
2682 }
2683
2684 #endif /* CONFIG_SMP */
2685
2686 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2687 {
2688         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2689         struct rq_flags rf;
2690
2691         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
2692                 return;
2693
2694         rq_lock(rq, &rf);
2695         update_rq_clock(rq);
2696         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2697         rq_unlock(rq, &rf);
2698 }
2699
2700 /*
2701  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2702  *
2703  *  MIGRATION
2704  *
2705  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2706  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2707  * execution on its new CPU [c1].
2708  *
2709  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2710  *
2711  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2712  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2713  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2714  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2715  *
2716  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2717  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2718  *
2719  * Example:
2720  *
2721  *   CPU0            CPU1            CPU2
2722  *
2723  *   LOCK rq(0)->lock
2724  *   sched-out X
2725  *   sched-in Y
2726  *   UNLOCK rq(0)->lock
2727  *
2728  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2729  *                                   dequeue X
2730  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2731  *
2732  *                                   LOCK rq(1)->lock
2733  *                                   enqueue X
2734  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2735  *
2736  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2737  *                   sched-out Z
2738  *                   sched-in X
2739  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2740  *
2741  *
2742  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2743  *
2744  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2745  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2746  * chain to provide order. Instead we do:
2747  *
2748  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
2749  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
2750  *
2751  * Example:
2752  *
2753  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2754  *
2755  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2756  *   dequeue X
2757  *   sched-out X
2758  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2759  *
2760  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2761  *                    X->state = WAKING
2762  *                    set_task_cpu(X,2)
2763  *
2764  *                    LOCK rq(2)->lock
2765  *                    enqueue X
2766  *                    X->state = RUNNING
2767  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2768  *
2769  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2770  *                                          sched-out Z
2771  *                                          sched-in X
2772  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2773  *
2774  *                    UNLOCK X->pi_lock
2775  *   UNLOCK rq(0)->lock
2776  *
2777  *
2778  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2779  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2780  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2781  */
2782
2783 /**
2784  * try_to_wake_up - wake up a thread
2785  * @p: the thread to be awakened
2786  * @state: the mask of task states that can be woken
2787  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2788  *
2789  * Conceptually does:
2790  *
2791  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2792  *
2793  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2794  *
2795  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
2796  *
2797  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
2798  * with set_current_state().
2799  *
2800  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
2801  *
2802  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
2803  *  - p->sched_class
2804  *  - p->cpus_ptr
2805  *  - p->sched_task_group
2806  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
2807  *
2808  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
2809  * Takes rq->lock in:
2810  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
2811  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
2812  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
2813  *
2814  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
2815  * many memory barriers and their comments for details.
2816  *
2817  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2818  *         %false otherwise.
2819  */
2820 static int
2821 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2822 {
2823         unsigned long flags;
2824         int cpu, success = 0;
2825
2826         preempt_disable();
2827         if (p == current) {
2828                 /*
2829                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2830                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2831                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
2832                  * without taking any locks.
2833                  *
2834                  * In particular:
2835                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2836                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2837                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2838                  */
2839                 if (!(p->state & state))
2840                         goto out;
2841
2842                 success = 1;
2843                 trace_sched_waking(p);
2844                 p->state = TASK_RUNNING;
2845                 trace_sched_wakeup(p);
2846                 goto out;
2847         }
2848
2849         /*
2850          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2851          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2852          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
2853          * in set_current_state() that the waiting thread does.
2854          */
2855         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2856         smp_mb__after_spinlock();
2857         if (!(p->state & state))
2858                 goto unlock;
2859
2860         trace_sched_waking(p);
2861
2862         /* We're going to change ->state: */
2863         success = 1;
2864
2865         /*
2866          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2867          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2868          * in smp_cond_load_acquire() below.
2869          *
2870          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2871          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2872          *   UNLOCK rq->lock
2873          *
2874          * __schedule() (switch to task 'p')
2875          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2876          *   smp_mb__after_spinlock();
2877          *   UNLOCK rq->lock
2878          *
2879          * [task p]
2880          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2881          *
2882          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2883          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2884          *
2885          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
2886          */
2887         smp_rmb();
2888         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
2889                 goto unlock;
2890
2891         if (p->in_iowait) {
2892                 delayacct_blkio_end(p);
2893                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2894         }
2895
2896 #ifdef CONFIG_SMP
2897         /*
2898          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2899          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2900          *
2901          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2902          * from the runqueue.
2903          *
2904          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2905          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2906          *   UNLOCK rq->lock
2907          *
2908          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2909          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2910          *   smp_mb__after_spinlock();
2911          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2912          *
2913          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2914          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2915          *
2916          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
2917          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
2918          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
2919          */
2920         smp_acquire__after_ctrl_dep();
2921
2922         /*
2923          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
2924          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
2925          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
2926          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
2927          */
2928         p->state = TASK_WAKING;
2929
2930         /*
2931          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2932          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
2933          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
2934          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
2935          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
2936          *
2937          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
2938          *
2939          * set_task_cpu(p, cpu);
2940          *   STORE p->cpu = @cpu
2941          * __schedule() (switch to task 'p')
2942          *   LOCK rq->lock
2943          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
2944          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
2945          *
2946          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
2947          * scheduling.
2948          */
2949         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
2950             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
2951                 goto unlock;
2952
2953         /*
2954          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2955          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2956          *
2957          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2958          *
2959          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2960          * their previous state and preserve Program Order.
2961          */
2962         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2963
2964         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2965         if (task_cpu(p) != cpu) {
2966                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2967                 psi_ttwu_dequeue(p);
2968                 set_task_cpu(p, cpu);
2969         }
2970 #else
2971         cpu = task_cpu(p);
2972 #endif /* CONFIG_SMP */
2973
2974         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2975 unlock:
2976         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2977 out:
2978         if (success)
2979                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
2980         preempt_enable();
2981
2982         return success;
2983 }
2984
2985 /**
2986  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
2987  * @p: Process for which the function is to be invoked.
2988  * @func: Function to invoke.
2989  * @arg: Argument to function.
2990  *
2991  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
2992  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
2993  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
2994  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
2995  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
2996  * lightweight.
2997  *
2998  * Returns:
2999  *      @false if the task slipped out from under the locks.
3000  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
3001  *              However, @func can override this by returning @false.
3002  */
3003 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
3004 {
3005         bool ret = false;
3006         struct rq_flags rf;
3007         struct rq *rq;
3008
3009         lockdep_assert_irqs_enabled();
3010         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
3011         if (p->on_rq) {
3012                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3013                 if (task_rq(p) == rq)
3014                         ret = func(p, arg);
3015                 rq_unlock(rq, &rf);
3016         } else {
3017                 switch (p->state) {
3018                 case TASK_RUNNING:
3019                 case TASK_WAKING:
3020                         break;
3021                 default:
3022                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
3023                         if (!p->on_rq)
3024                                 ret = func(p, arg);
3025                 }
3026         }
3027         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
3028         return ret;
3029 }
3030
3031 /**
3032  * wake_up_process - Wake up a specific process
3033  * @p: The process to be woken up.
3034  *
3035  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
3036  * processes.
3037  *
3038  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
3039  *
3040  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
3041  */
3042 int wake_up_process(struct task_struct *p)
3043 {
3044         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
3045 }
3046 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
3047
3048 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
3049 {
3050         return try_to_wake_up(p, state, 0);
3051 }
3052
3053 /*
3054  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
3055  * p is forked by current.
3056  *
3057  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
3058  */
3059 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3060 {
3061         p->on_rq                        = 0;
3062
3063         p->se.on_rq                     = 0;
3064         p->se.exec_start                = 0;
3065         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
3066         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
3067         p->se.nr_migrations             = 0;
3068         p->se.vruntime                  = 0;
3069         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
3070
3071 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3072         p->se.cfs_rq                    = NULL;
3073 #endif
3074
3075 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3076         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
3077         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
3078 #endif
3079
3080         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
3081         init_dl_task_timer(&p->dl);
3082         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
3083         __dl_clear_params(p);
3084
3085         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
3086         p->rt.timeout           = 0;
3087         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
3088         p->rt.on_rq             = 0;
3089         p->rt.on_list           = 0;
3090
3091 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3092         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
3093 #endif
3094
3095 #ifdef CONFIG_COMPACTION
3096         p->capture_control = NULL;
3097 #endif
3098         init_numa_balancing(clone_flags, p);
3099 #ifdef CONFIG_SMP
3100         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
3101 #endif
3102 }
3103
3104 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
3105
3106 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3107
3108 void set_numabalancing_state(bool enabled)
3109 {
3110         if (enabled)
3111                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
3112         else
3113                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
3114 }
3115
3116 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3117 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
3118                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
3119 {
3120         struct ctl_table t;
3121         int err;
3122         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
3123
3124         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3125                 return -EPERM;
3126
3127         t = *table;
3128         t.data = &state;
3129         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3130         if (err < 0)
3131                 return err;
3132         if (write)
3133                 set_numabalancing_state(state);
3134         return err;
3135 }
3136 #endif
3137 #endif
3138
3139 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3140
3141 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
3142 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
3143
3144 static void set_schedstats(bool enabled)
3145 {
3146         if (enabled)
3147                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
3148         else
3149                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
3150 }
3151
3152 void force_schedstat_enabled(void)
3153 {
3154         if (!schedstat_enabled()) {
3155                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
3156                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
3157         }
3158 }
3159
3160 static int __init setup_schedstats(char *str)
3161 {
3162         int ret = 0;
3163         if (!str)
3164                 goto out;
3165
3166         /*
3167          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
3168          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
3169          * variable so init_schedstats() can do it later.
3170          */
3171         if (!strcmp(str, "enable")) {
3172                 __sched_schedstats = true;
3173                 ret = 1;
3174         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
3175                 __sched_schedstats = false;
3176                 ret = 1;
3177         }
3178 out:
3179         if (!ret)
3180                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
3181
3182         return ret;
3183 }
3184 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
3185
3186 static void __init init_schedstats(void)
3187 {
3188         set_schedstats(__sched_schedstats);
3189 }
3190
3191 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3192 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
3193                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
3194 {
3195         struct ctl_table t;
3196         int err;
3197         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
3198
3199         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3200                 return -EPERM;
3201
3202         t = *table;
3203         t.data = &state;
3204         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3205         if (err < 0)
3206                 return err;
3207         if (write)
3208                 set_schedstats(state);
3209         return err;
3210 }
3211 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
3212 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
3213 static inline void init_schedstats(void) {}
3214 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
3215
3216 /*
3217  * fork()/clone()-time setup:
3218  */
3219 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3220 {
3221         unsigned long flags;
3222
3223         __sched_fork(clone_flags, p);
3224         /*
3225          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
3226          * nobody will actually run it, and a signal or other external
3227          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
3228          */
3229         p->state = TASK_NEW;
3230
3231         /*
3232          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
3233          */
3234         p->prio = current->normal_prio;
3235
3236         uclamp_fork(p);
3237
3238         /*
3239          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
3240          */
3241         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
3242                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3243                         p->policy = SCHED_NORMAL;
3244                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3245                         p->rt_priority = 0;
3246                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
3247                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3248
3249                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
3250                 set_load_weight(p, false);
3251
3252                 /*
3253                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
3254                  * fulfilled its duty:
3255                  */
3256                 p->sched_reset_on_fork = 0;
3257         }
3258
3259         if (dl_prio(p->prio))
3260                 return -EAGAIN;
3261         else if (rt_prio(p->prio))
3262                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3263         else
3264                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3265
3266         init_entity_runnable_average(&p->se);
3267
3268         /*
3269          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
3270          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
3271          * is ran before sched_fork().
3272          *
3273          * Silence PROVE_RCU.
3274          */
3275         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3276         rseq_migrate(p);
3277         /*
3278          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
3279          * so use __set_task_cpu().
3280          */
3281         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
3282         if (p->sched_class->task_fork)
3283                 p->sched_class->task_fork(p);
3284         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3285
3286 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
3287         if (likely(sched_info_on()))
3288                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3289 #endif
3290 #if defined(CONFIG_SMP)
3291         p->on_cpu = 0;
3292 #endif
3293         init_task_preempt_count(p);
3294 #ifdef CONFIG_SMP
3295         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3296         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
3297 #endif
3298         return 0;
3299 }
3300
3301 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
3302 {
3303         uclamp_post_fork(p);
3304 }
3305
3306 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
3307 {
3308         if (runtime == RUNTIME_INF)
3309                 return BW_UNIT;
3310
3311         /*
3312          * Doing this here saves a lot of checks in all
3313          * the calling paths, and returning zero seems
3314          * safe for them anyway.
3315          */
3316         if (period == 0)
3317                 return 0;
3318
3319         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
3320 }
3321
3322 /*
3323  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3324  *
3325  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3326  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3327  * on the runqueue and wakes it.
3328  */
3329 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3330 {
3331         struct rq_flags rf;
3332         struct rq *rq;
3333
3334         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3335         p->state = TASK_RUNNING;
3336 #ifdef CONFIG_SMP
3337         /*
3338          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3339          *  - cpus_ptr can change in the fork path
3340          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
3341          *
3342          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
3343          * as we're not fully set-up yet.
3344          */
3345         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
3346         rseq_migrate(p);
3347         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
3348 #endif
3349         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3350         update_rq_clock(rq);
3351         post_init_entity_util_avg(p);
3352
3353         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
3354         trace_sched_wakeup_new(p);
3355         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3356 #ifdef CONFIG_SMP
3357         if (p->sched_class->task_woken) {
3358                 /*
3359                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
3360                  * drop it.
3361                  */
3362                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3363                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3364                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3365         }
3366 #endif
3367         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3368 }
3369
3370 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3371
3372 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3373
3374 void preempt_notifier_inc(void)
3375 {
3376         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3377 }
3378 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3379
3380 void preempt_notifier_dec(void)
3381 {
3382         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3383 }
3384 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3385
3386 /**
3387  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3388  * @notifier: notifier struct to register
3389  */
3390 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3391 {
3392         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3393                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3394
3395         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3396 }
3397 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3398
3399 /**
3400  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3401  * @notifier: notifier struct to unregister
3402  *
3403  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3404  */
3405 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3406 {
3407         hlist_del(&notifier->link);
3408 }
3409 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3410
3411 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3412 {
3413         struct preempt_notifier *notifier;
3414
3415         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3416                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3417 }
3418
3419 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3420 {
3421         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3422                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3423 }
3424
3425 static void
3426 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3427                                    struct task_struct *next)
3428 {
3429         struct preempt_notifier *notifier;
3430
3431         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3432                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3433 }
3434
3435 static __always_inline void
3436 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3437                                  struct task_struct *next)
3438 {
3439         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3440                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3441 }
3442
3443 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3444
3445 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3446 {
3447 }
3448
3449 static inline void
3450 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3451                                  struct task_struct *next)
3452 {
3453 }
3454
3455 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3456
3457 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3458 {
3459 #ifdef CONFIG_SMP
3460         /*
3461          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3462          * such that any running task will have this set.
3463          *
3464          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
3465          */
3466         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
3467 #endif
3468 }
3469
3470 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3471 {
3472 #ifdef CONFIG_SMP
3473         /*
3474          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
3475          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
3476          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3477          * finished.
3478          *
3479          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3480          * happen before this.
3481          *
3482          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3483          */
3484         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3485 #endif
3486 }
3487
3488 static inline void
3489 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3490 {
3491         /*
3492          * Since the runqueue lock will be released by the next
3493          * task (which is an invalid locking op but in the case
3494          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3495          * do an early lockdep release here:
3496          */
3497         rq_unpin_lock(rq, rf);
3498         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3499 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3500         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3501         rq->lock.owner = next;
3502 #endif
3503 }
3504
3505 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3506 {
3507         /*
3508          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3509          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3510          * prev into current:
3511          */
3512         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3513         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3514 }
3515
3516 /*
3517  * NOP if the arch has not defined these:
3518  */
3519
3520 #ifndef prepare_arch_switch
3521 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3522 #endif
3523
3524 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3525 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3526 #endif
3527
3528 /**
3529  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3530  * @rq: the runqueue preparing to switch
3531  * @prev: the current task that is being switched out
3532  * @next: the task we are going to switch to.
3533  *
3534  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3535  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3536  * switch.
3537  *
3538  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3539  * hooks.
3540  */
3541 static inline void
3542 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3543                     struct task_struct *next)
3544 {
3545         kcov_prepare_switch(prev);
3546         sched_info_switch(rq, prev, next);
3547         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3548         rseq_preempt(prev);
3549         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3550         prepare_task(next);
3551         prepare_arch_switch(next);
3552 }
3553
3554 /**
3555  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3556  * @prev: the thread we just switched away from.
3557  *
3558  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3559  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3560  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3561  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3562  *
3563  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3564  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3565  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3566  * details.)
3567  *
3568  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3569  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3570  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3571  * because prev may have moved to another CPU.
3572  */
3573 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3574         __releases(rq->lock)
3575 {
3576         struct rq *rq = this_rq();
3577         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3578         long prev_state;
3579
3580         /*
3581          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3582          * because it left us after:
3583          *
3584          *      schedule()
3585          *        preempt_disable();                    // 1
3586          *        __schedule()
3587          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3588          *
3589          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3590          */
3591         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3592                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3593                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3594                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3595
3596         rq->prev_mm = NULL;
3597
3598         /*
3599          * A task struct has one reference for the use as "current".
3600          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3601          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3602          * the scheduled task must drop that reference.
3603          *
3604          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3605          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3606          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3607          * transition, resulting in a double drop.
3608          */
3609         prev_state = prev->state;
3610         vtime_task_switch(prev);
3611         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3612         finish_task(prev);
3613         finish_lock_switch(rq);
3614         finish_arch_post_lock_switch();
3615         kcov_finish_switch(current);
3616
3617         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3618         /*
3619          * When switching through a kernel thread, the loop in
3620          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3621          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3622          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3623          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3624          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3625          *
3626          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3627          *   provided by mmdrop(),
3628          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3629          */
3630         if (mm) {
3631                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3632                 mmdrop(mm);
3633         }
3634         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3635                 if (prev->sched_class->task_dead)
3636                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3637
3638                 /*
3639                  * Remove function-return probe instances associated with this
3640                  * task and put them back on the free list.
3641                  */
3642                 kprobe_flush_task(prev);
3643
3644                 /* Task is done with its stack. */
3645                 put_task_stack(prev);
3646
3647                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3648         }
3649
3650         tick_nohz_task_switch();
3651         return rq;
3652 }
3653
3654 #ifdef CONFIG_SMP
3655
3656 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3657 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3658 {
3659         struct callback_head *head, *next;
3660         void (*func)(struct rq *rq);
3661         unsigned long flags;
3662
3663         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3664         head = rq->balance_callback;
3665         rq->balance_callback = NULL;
3666         while (head) {
3667                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3668                 next = head->next;
3669                 head->next = NULL;
3670                 head = next;
3671
3672                 func(rq);
3673         }
3674         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3675 }
3676
3677 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3678 {
3679         if (unlikely(rq->balance_callback))
3680                 __balance_callback(rq);
3681 }
3682
3683 #else
3684
3685 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3686 {
3687 }
3688
3689 #endif
3690
3691 /**
3692  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3693  * @prev: the thread we just switched away from.
3694  */
3695 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3696         __releases(rq->lock)
3697 {
3698         struct rq *rq;
3699
3700         /*
3701          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3702          * finish_task_switch() for details.
3703          *
3704          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3705          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3706          * PREEMPT_COUNT kernels).
3707          */
3708
3709         rq = finish_task_switch(prev);
3710         balance_callback(rq);
3711         preempt_enable();
3712
3713         if (current->set_child_tid)
3714                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3715
3716         calculate_sigpending();
3717 }
3718
3719 /*
3720  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3721  */
3722 static __always_inline struct rq *
3723 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3724                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3725 {
3726         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3727
3728         /*
3729          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3730          * combine the page table reload and the switch backend into
3731          * one hypercall.
3732          */
3733         arch_start_context_switch(prev);
3734
3735         /*
3736          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3737          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3738          *
3739          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3740          *   user ->   user   switch
3741          */
3742         if (!next->mm) {                                // to kernel
3743                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3744
3745                 next->active_mm = prev->active_mm;
3746                 if (prev->mm)                           // from user
3747                         mmgrab(prev->active_mm);
3748                 else
3749                         prev->active_mm = NULL;
3750         } else {                                        // to user
3751                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3752                 /*
3753                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3754                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3755                  *
3756                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3757                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3758                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3759                  */
3760                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3761
3762                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3763                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3764                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3765                         prev->active_mm = NULL;
3766                 }
3767         }
3768
3769         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3770
3771         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3772
3773         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3774         switch_to(prev, next, prev);
3775         barrier();
3776
3777         return finish_task_switch(prev);
3778 }
3779
3780 /*
3781  * nr_running and nr_context_switches:
3782  *
3783  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3784  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3785  */
3786 unsigned long nr_running(void)
3787 {
3788         unsigned long i, sum = 0;
3789
3790         for_each_online_cpu(i)
3791                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3792
3793         return sum;
3794 }
3795
3796 /*
3797  * Check if only the current task is running on the CPU.
3798  *
3799  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3800  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3801  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3802  *
3803  * - from a non-preemptible section (of course)
3804  *
3805  * - from a thread that is bound to a single CPU
3806  *
3807  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3808  */
3809 bool single_task_running(void)
3810 {
3811         return raw_rq()->nr_running == 1;
3812 }
3813 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3814
3815 unsigned long long nr_context_switches(void)
3816 {
3817         int i;
3818         unsigned long long sum = 0;
3819
3820         for_each_possible_cpu(i)
3821                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3822
3823         return sum;
3824 }
3825
3826 /*
3827  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3828  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3829  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3830  * it does become runnable.
3831  */
3832
3833 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3834 {
3835         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3836 }
3837
3838 /*
3839  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3840  *
3841  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3842  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3843  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3844  *
3845  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3846  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3847  * running and we'd not be idle.
3848  *
3849  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3850  * is broken.
3851  *
3852  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3853  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3854  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3855  * utilising both CPUs.
3856  *
3857  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3858  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3859  *
3860  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3861  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3862  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3863  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3864  *
3865  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3866  */
3867
3868 unsigned long nr_iowait(void)
3869 {
3870         unsigned long i, sum = 0;
3871
3872         for_each_possible_cpu(i)
3873                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3874
3875         return sum;
3876 }
3877
3878 #ifdef CONFIG_SMP
3879
3880 /*
3881  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3882  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3883  */
3884 void sched_exec(void)
3885 {
3886         struct task_struct *p = current;
3887         unsigned long flags;
3888         int dest_cpu;
3889
3890         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3891         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3892         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3893                 goto unlock;
3894
3895         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3896                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3897
3898                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3899                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3900                 return;
3901         }
3902 unlock:
3903         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3904 }
3905
3906 #endif
3907
3908 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3909 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3910
3911 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3912 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3913
3914 /*
3915  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3916  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3917  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3918  * Prefetching this data results in improved performance.
3919  */
3920 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3921 {
3922 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3923         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3924 #else
3925         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3926 #endif
3927         prefetch(curr);
3928         prefetch(&curr->exec_start);
3929 }
3930
3931 /*
3932  * Return accounted runtime for the task.
3933  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3934  * pending runtime that have not been accounted yet.
3935  */
3936 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3937 {
3938         struct rq_flags rf;
3939         struct rq *rq;
3940         u64 ns;
3941
3942 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3943         /*
3944          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3945          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3946          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3947          *
3948          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3949          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3950          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3951          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3952          * been accounted, so we're correct here as well.
3953          */
3954         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3955                 return p->se.sum_exec_runtime;
3956 #endif
3957
3958         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3959         /*
3960          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3961          * project cycles that may never be accounted to this
3962          * thread, breaking clock_gettime().
3963          */
3964         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3965                 prefetch_curr_exec_start(p);
3966                 update_rq_clock(rq);
3967                 p->sched_class->update_curr(rq);
3968         }
3969         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3970         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3971
3972         return ns;
3973 }
3974
3975 /*
3976  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3977  * We call it with interrupts disabled.
3978  */
3979 void scheduler_tick(void)
3980 {
3981         int cpu = smp_processor_id();
3982         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3983         struct task_struct *curr = rq->curr;
3984         struct rq_flags rf;
3985         unsigned long thermal_pressure;
3986
3987         arch_scale_freq_tick();
3988         sched_clock_tick();
3989
3990         rq_lock(rq, &rf);
3991
3992         update_rq_clock(rq);
3993         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
3994         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
3995         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3996         calc_global_load_tick(rq);
3997         psi_task_tick(rq);
3998
3999         rq_unlock(rq, &rf);
4000
4001         perf_event_task_tick();
4002
4003 #ifdef CONFIG_SMP
4004         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4005         trigger_load_balance(rq);
4006 #endif
4007 }
4008
4009 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
4010
4011 struct tick_work {
4012         int                     cpu;
4013         atomic_t                state;
4014         struct delayed_work     work;
4015 };
4016 /* Values for ->state, see diagram below. */
4017 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
4018 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
4019 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
4020
4021 /*
4022  * State diagram for ->state:
4023  *
4024  *
4025  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
4026  *                    |   ^
4027  *                    |   |
4028  *                    |   | sched_tick_remote()
4029  *                    |   |
4030  *                    |   |
4031  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
4032  *                    |   ^
4033  *                    |   |
4034  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
4035  *                    |   |
4036  *                    V   |
4037  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
4038  *
4039  *
4040  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
4041  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
4042  */
4043
4044 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
4045
4046 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
4047 {
4048         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
4049         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
4050         int cpu = twork->cpu;
4051         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4052         struct task_struct *curr;
4053         struct rq_flags rf;
4054         u64 delta;
4055         int os;
4056
4057         /*
4058          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
4059          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
4060          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
4061          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
4062          * of when exactly it is running.
4063          */
4064         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
4065                 goto out_requeue;
4066
4067         rq_lock_irq(rq, &rf);
4068         curr = rq->curr;
4069         if (cpu_is_offline(cpu))
4070                 goto out_unlock;
4071
4072         update_rq_clock(rq);
4073
4074         if (!is_idle_task(curr)) {
4075                 /*
4076                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
4077                  * amount of time.
4078                  */
4079                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
4080                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
4081         }
4082         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4083
4084         calc_load_nohz_remote(rq);
4085 out_unlock:
4086         rq_unlock_irq(rq, &rf);
4087 out_requeue:
4088
4089         /*
4090          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
4091          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
4092          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
4093          * first update state to reflect hotplug activity if required.
4094          */
4095         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4096         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
4097         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
4098                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
4099 }
4100
4101 static void sched_tick_start(int cpu)
4102 {
4103         int os;
4104         struct tick_work *twork;
4105
4106         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
4107                 return;
4108
4109         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
4110
4111         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
4112         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4113         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4114         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
4115                 twork->cpu = cpu;
4116                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
4117                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
4118         }
4119 }
4120
4121 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4122 static void sched_tick_stop(int cpu)
4123 {
4124         struct tick_work *twork;
4125         int os;
4126
4127         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
4128                 return;
4129
4130         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
4131
4132         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
4133         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
4134         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
4135         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4136         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
4137 }
4138 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4139
4140 int __init sched_tick_offload_init(void)
4141 {
4142         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
4143         BUG_ON(!tick_work_cpu);
4144         return 0;
4145 }
4146
4147 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
4148 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
4149 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
4150 #endif
4151
4152 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4153                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
4154 /*
4155  * If the value passed in is equal to the current preempt count
4156  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
4157  */
4158 static inline void preempt_latency_start(int val)
4159 {
4160         if (preempt_count() == val) {
4161                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
4162 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4163                 current->preempt_disable_ip = ip;
4164 #endif
4165                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
4166         }
4167 }
4168
4169 void preempt_count_add(int val)
4170 {
4171 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4172         /*
4173          * Underflow?
4174          */
4175         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4176                 return;
4177 #endif
4178         __preempt_count_add(val);
4179 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4180         /*
4181          * Spinlock count overflowing soon?
4182          */
4183         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4184                                 PREEMPT_MASK - 10);
4185 #endif
4186         preempt_latency_start(val);
4187 }
4188 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
4189 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
4190
4191 /*
4192  * If the value passed in equals to the current preempt count
4193  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
4194  */
4195 static inline void preempt_latency_stop(int val)
4196 {
4197         if (preempt_count() == val)
4198                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
4199 }
4200
4201 void preempt_count_sub(int val)
4202 {
4203 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4204         /*
4205          * Underflow?
4206          */
4207         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4208                 return;
4209         /*
4210          * Is the spinlock portion underflowing?
4211          */
4212         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4213                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4214                 return;
4215 #endif
4216
4217         preempt_latency_stop(val);
4218         __preempt_count_sub(val);
4219 }
4220 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
4221 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
4222
4223 #else
4224 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
4225 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
4226 #endif
4227
4228 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
4229 {
4230 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4231         return p->preempt_disable_ip;
4232 #else
4233         return 0;
4234 #endif
4235 }
4236
4237 /*
4238  * Print scheduling while atomic bug:
4239  */
4240 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4241 {
4242         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
4243         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
4244
4245         if (oops_in_progress)
4246                 return;
4247
4248         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4249                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4250
4251         debug_show_held_locks(prev);
4252         print_modules();
4253         if (irqs_disabled())
4254                 print_irqtrace_events(prev);
4255         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
4256             && in_atomic_preempt_off()) {
4257                 pr_err("Preemption disabled at:");
4258                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
4259         }
4260         if (panic_on_warn)
4261                 panic("scheduling while atomic\n");
4262
4263         dump_stack();
4264         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
4265 }
4266
4267 /*
4268  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4269  */
4270 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
4271 {
4272 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
4273         if (task_stack_end_corrupted(prev))
4274                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
4275
4276         if (task_scs_end_corrupted(prev))
4277                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
4278 #endif
4279
4280 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
4281         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
4282                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
4283                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
4284                 dump_stack();
4285                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
4286         }
4287 #endif
4288
4289         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
4290                 __schedule_bug(prev);
4291                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
4292         }
4293         rcu_sleep_check();
4294
4295         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4296
4297         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
4298 }
4299
4300 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4301                                   struct rq_flags *rf)
4302 {
4303 #ifdef CONFIG_SMP
4304         const struct sched_class *class;
4305         /*
4306          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
4307          * that when we release the rq->lock the task is in the same
4308          * state as before we took rq->lock.
4309          *
4310          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
4311          * a runnable task of @class priority or higher.
4312          */
4313         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
4314                 if (class->balance(rq, prev, rf))
4315                         break;
4316         }
4317 #endif
4318
4319         put_prev_task(rq, prev);
4320 }
4321
4322 /*
4323  * Pick up the highest-prio task:
4324  */
4325 static inline struct task_struct *
4326 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
4327 {
4328         const struct sched_class *class;
4329         struct task_struct *p;
4330
4331         /*
4332          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
4333          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
4334          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
4335          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
4336          */
4337         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
4338                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4339
4340                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
4341                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
4342                         goto restart;
4343
4344                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
4345                 if (!p) {
4346                         put_prev_task(rq, prev);
4347                         p = pick_next_task_idle(rq);
4348                 }
4349
4350                 return p;
4351         }
4352
4353 restart:
4354         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
4355
4356         for_each_class(class) {
4357                 p = class->pick_next_task(rq);
4358                 if (p)
4359                         return p;
4360         }
4361
4362         /* The idle class should always have a runnable task: */
4363         BUG();
4364 }
4365
4366 /*
4367  * __schedule() is the main scheduler function.
4368  *
4369  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4370  *
4371  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4372  *
4373  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4374  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4375  *
4376  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4377  *      interrupt handler scheduler_tick().
4378  *
4379  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
4380  *      task to the run-queue and that's it.
4381  *
4382  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
4383  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
4384  *      called on the nearest possible occasion:
4385  *
4386  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
4387  *
4388  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4389  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4390  *           spin_unlock()!)
4391  *
4392  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4393  *           preemptible context
4394  *
4395  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4396  *         then at the next:
4397  *
4398  *          - cond_resched() call
4399  *          - explicit schedule() call
4400  *          - return from syscall or exception to user-space
4401  *          - return from interrupt-handler to user-space
4402  *
4403  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4404  */
4405 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4406 {
4407         struct task_struct *prev, *next;
4408         unsigned long *switch_count;
4409         unsigned long prev_state;
4410         struct rq_flags rf;
4411         struct rq *rq;
4412         int cpu;
4413
4414         cpu = smp_processor_id();
4415         rq = cpu_rq(cpu);
4416         prev = rq->curr;
4417
4418         schedule_debug(prev, preempt);
4419
4420         if (sched_feat(HRTICK))
4421                 hrtick_clear(rq);
4422
4423         local_irq_disable();
4424         rcu_note_context_switch(preempt);
4425
4426         /*
4427          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4428          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4429          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
4430          *
4431          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
4432          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
4433          *                                        wake_up_state(p, state)
4434          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
4435          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
4436          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
4437          *
4438          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
4439          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4440          */
4441         rq_lock(rq, &rf);
4442         smp_mb__after_spinlock();
4443
4444         /* Promote REQ to ACT */
4445         rq->clock_update_flags <<= 1;
4446         update_rq_clock(rq);
4447
4448         switch_count = &prev->nivcsw;
4449
4450         /*
4451          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
4452          * that:
4453          *
4454          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
4455          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
4456          */
4457         prev_state = prev->state;
4458         if (!preempt && prev_state) {
4459                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
4460                         prev->state = TASK_RUNNING;
4461                 } else {
4462                         prev->sched_contributes_to_load =
4463                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
4464                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
4465                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
4466
4467                         if (prev->sched_contributes_to_load)
4468                                 rq->nr_uninterruptible++;
4469
4470                         /*
4471                          * __schedule()                 ttwu()
4472                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
4473                          *   if (prev_state)                goto out;
4474                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
4475                          *                                p->state = TASK_WAKING
4476                          *
4477                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
4478                          *
4479                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
4480                          */
4481                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4482
4483                         if (prev->in_iowait) {
4484                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4485                                 delayacct_blkio_start();
4486                         }
4487                 }
4488                 switch_count = &prev->nvcsw;
4489         }
4490
4491         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4492         clear_tsk_need_resched(prev);
4493         clear_preempt_need_resched();
4494
4495         if (likely(prev != next)) {
4496                 rq->nr_switches++;
4497                 /*
4498                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4499                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4500                  */
4501                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4502                 /*
4503                  * The membarrier system call requires each architecture
4504                  * to have a full memory barrier after updating
4505                  * rq->curr, before returning to user-space.
4506                  *
4507                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4508                  * various architectures:
4509                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4510                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4511                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4512                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4513                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4514                  *   is a RELEASE barrier),
4515                  */
4516                 ++*switch_count;
4517
4518                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
4519
4520                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4521
4522                 /* Also unlocks the rq: */
4523                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4524         } else {
4525                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4526                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4527         }
4528
4529         balance_callback(rq);
4530 }
4531
4532 void __noreturn do_task_dead(void)
4533 {
4534         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4535         set_special_state(TASK_DEAD);
4536
4537         /* Tell freezer to ignore us: */
4538         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4539
4540         __schedule(false);
4541         BUG();
4542
4543         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4544         for (;;)
4545                 cpu_relax();
4546 }
4547
4548 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4549 {
4550         unsigned int task_flags;
4551
4552         if (!tsk->state)
4553                 return;
4554
4555         task_flags = tsk->flags;
4556         /*
4557          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4558          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4559          * As this function is called inside the schedule() context,
4560          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4561          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4562          * requires it.
4563          */
4564         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4565                 preempt_disable();
4566                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
4567                         wq_worker_sleeping(tsk);
4568                 else
4569                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4570                 preempt_enable_no_resched();
4571         }
4572
4573         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4574                 return;
4575
4576         /*
4577          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4578          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4579          */
4580         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4581                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4582 }
4583
4584 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4585 {
4586         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4587                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4588                         wq_worker_running(tsk);
4589                 else
4590                         io_wq_worker_running(tsk);
4591         }
4592 }
4593
4594 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4595 {
4596         struct task_struct *tsk = current;
4597
4598         sched_submit_work(tsk);
4599         do {
4600                 preempt_disable();
4601                 __schedule(false);
4602                 sched_preempt_enable_no_resched();
4603         } while (need_resched());
4604         sched_update_worker(tsk);
4605 }
4606 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4607
4608 /*
4609  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4610  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4611  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4612  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4613  * (schedule out non-voluntarily).
4614  *
4615  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4616  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4617  */
4618 void __sched schedule_idle(void)
4619 {
4620         /*
4621          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4622          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4623          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4624          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4625          * TASK_RUNNING state.
4626          */
4627         WARN_ON_ONCE(current->state);
4628         do {
4629                 __schedule(false);
4630         } while (need_resched());
4631 }
4632
4633 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4634 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4635 {
4636         /*
4637          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4638          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4639          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4640          * we find a better solution.
4641          *
4642          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4643          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4644          * too frequently to make sense yet.
4645          */
4646         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4647         schedule();
4648         exception_exit(prev_state);
4649 }
4650 #endif
4651
4652 /**
4653  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4654  *
4655  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4656  */
4657 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4658 {
4659         sched_preempt_enable_no_resched();
4660         schedule();
4661         preempt_disable();
4662 }
4663
4664 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4665 {
4666         do {
4667                 /*
4668                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4669                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4670                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4671                  * by the function tracer will call this function again and
4672                  * cause infinite recursion.
4673                  *
4674                  * Preemption must be disabled here before the function
4675                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4676                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4677                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4678                  * which can also be traced by the function tracer.
4679                  */
4680                 preempt_disable_notrace();
4681                 preempt_latency_start(1);
4682                 __schedule(true);
4683                 preempt_latency_stop(1);
4684                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4685
4686                 /*
4687                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4688                  * between schedule and now.
4689                  */
4690         } while (need_resched());
4691 }
4692
4693 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4694 /*
4695  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4696  * off of preempt_enable.
4697  */
4698 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4699 {
4700         /*
4701          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4702          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4703          */
4704         if (likely(!preemptible()))
4705                 return;
4706
4707         preempt_schedule_common();
4708 }
4709 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4710 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4711
4712 /**
4713  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4714  *
4715  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4716  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4717  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4718  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4719  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4720  * to be called when the system is still in usermode.
4721  *
4722  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4723  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4724  * calling the scheduler.
4725  */
4726 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4727 {
4728         enum ctx_state prev_ctx;
4729
4730         if (likely(!preemptible()))
4731                 return;
4732
4733         do {
4734                 /*
4735                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4736                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4737                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4738                  * by the function tracer will call this function again and
4739                  * cause infinite recursion.
4740                  *
4741                  * Preemption must be disabled here before the function
4742                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4743                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4744                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4745                  * which can also be traced by the function tracer.
4746                  */
4747                 preempt_disable_notrace();
4748                 preempt_latency_start(1);
4749                 /*
4750                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4751                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4752                  * an infinite recursion.
4753                  */
4754                 prev_ctx = exception_enter();
4755                 __schedule(true);
4756                 exception_exit(prev_ctx);
4757
4758                 preempt_latency_stop(1);
4759                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4760         } while (need_resched());
4761 }
4762 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4763
4764 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4765
4766 /*
4767  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4768  * off of irq context.
4769  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4770  * protect us against recursive calling from irq.
4771  */
4772 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4773 {
4774         enum ctx_state prev_state;
4775
4776         /* Catch callers which need to be fixed */
4777         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4778
4779         prev_state = exception_enter();
4780
4781         do {
4782                 preempt_disable();
4783                 local_irq_enable();
4784                 __schedule(true);
4785                 local_irq_disable();
4786                 sched_preempt_enable_no_resched();
4787         } while (need_resched());
4788
4789         exception_exit(prev_state);
4790 }
4791
4792 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4793                           void *key)
4794 {
4795         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
4796         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4797 }
4798 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4799
4800 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4801
4802 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4803 {
4804         if (pi_task)
4805                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4806
4807         return prio;
4808 }
4809
4810 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4811 {
4812         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4813
4814         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4815 }
4816
4817 /*
4818  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4819  * @p: task to boost
4820  * @pi_task: donor task
4821  *
4822  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4823  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4824  *
4825  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4826  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4827  */
4828 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4829 {
4830         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4831                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4832         const struct sched_class *prev_class;
4833         struct rq_flags rf;
4834         struct rq *rq;
4835
4836         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4837         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4838
4839         /*
4840          * If nothing changed; bail early.
4841          */
4842         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4843                 return;
4844
4845         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4846         update_rq_clock(rq);
4847         /*
4848          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4849          * either lock.
4850          *
4851          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4852          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4853          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4854          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4855          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4856          */
4857         p->pi_top_task = pi_task;
4858
4859         /*
4860          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4861          */
4862         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4863                 goto out_unlock;
4864
4865         /*
4866          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4867          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4868          *
4869          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4870          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4871          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4872          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4873          * with interrupts disabled and will complete the lock
4874          * protected section without being interrupted. So there is no
4875          * real need to boost.
4876          */
4877         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4878                 WARN_ON(p != rq->curr);
4879                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4880                 goto out_unlock;
4881         }
4882
4883         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4884         oldprio = p->prio;
4885
4886         if (oldprio == prio)
4887                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4888
4889         prev_class = p->sched_class;
4890         queued = task_on_rq_queued(p);
4891         running = task_current(rq, p);
4892         if (queued)
4893                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4894         if (running)
4895                 put_prev_task(rq, p);
4896
4897         /*
4898          * Boosting condition are:
4899          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4900          *      --> -dl task blocks on mutex A
4901          *
4902          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4903          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4904          *          running task
4905          */
4906         if (dl_prio(prio)) {
4907                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4908                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
4909                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4910                         p->dl.dl_boosted = 1;
4911                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4912                 } else
4913                         p->dl.dl_boosted = 0;
4914                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4915         } else if (rt_prio(prio)) {
4916                 if (dl_prio(oldprio))
4917                         p->dl.dl_boosted = 0;
4918                 if (oldprio < prio)
4919                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4920                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4921         } else {
4922                 if (dl_prio(oldprio))
4923                         p->dl.dl_boosted = 0;
4924                 if (rt_prio(oldprio))
4925                         p->rt.timeout = 0;
4926                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4927         }
4928
4929         p->prio = prio;
4930
4931         if (queued)
4932                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4933         if (running)
4934                 set_next_task(rq, p);
4935
4936         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4937 out_unlock:
4938         /* Avoid rq from going away on us: */
4939         preempt_disable();
4940         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4941
4942         balance_callback(rq);
4943         preempt_enable();
4944 }
4945 #else
4946 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4947 {
4948         return prio;
4949 }
4950 #endif
4951
4952 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4953 {
4954         bool queued, running;
4955         int old_prio;
4956         struct rq_flags rf;
4957         struct rq *rq;
4958
4959         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4960                 return;
4961         /*
4962          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4963          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4964          */
4965         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4966         update_rq_clock(rq);
4967
4968         /*
4969          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4970          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4971          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4972          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4973          */
4974         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4975                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4976                 goto out_unlock;
4977         }
4978         queued = task_on_rq_queued(p);
4979         running = task_current(rq, p);
4980         if (queued)
4981                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4982         if (running)
4983                 put_prev_task(rq, p);
4984
4985         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4986         set_load_weight(p, true);
4987         old_prio = p->prio;
4988         p->prio = effective_prio(p);
4989
4990         if (queued)
4991                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4992         if (running)
4993                 set_next_task(rq, p);
4994
4995         /*
4996          * If the task increased its priority or is running and
4997          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4998          */
4999         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
5000
5001 out_unlock:
5002         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5003 }
5004 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5005
5006 /*
5007  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5008  * @p: task
5009  * @nice: nice value
5010  */
5011 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5012 {
5013         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
5014         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
5015
5016         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
5017                 capable(CAP_SYS_NICE));
5018 }
5019
5020 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5021
5022 /*
5023  * sys_nice - change the priority of the current process.
5024  * @increment: priority increment
5025  *
5026  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5027  * does similar things.
5028  */
5029 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5030 {
5031         long nice, retval;
5032
5033         /*
5034          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5035          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5036          * and we have a single winner.
5037          */
5038         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
5039         nice = task_nice(current) + increment;
5040
5041         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5042         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5043                 return -EPERM;
5044
5045         retval = security_task_setnice(current, nice);
5046         if (retval)
5047                 return retval;
5048
5049         set_user_nice(current, nice);
5050         return 0;
5051 }
5052
5053 #endif
5054
5055 /**
5056  * task_prio - return the priority value of a given task.
5057  * @p: the task in question.
5058  *
5059  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
5060  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5061  * around 0, value goes from -16 to +15.
5062  */
5063 int task_prio(const struct task_struct *p)
5064 {
5065         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5066 }
5067
5068 /**
5069  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
5070  * @cpu: the processor in question.
5071  *
5072  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
5073  */
5074 int idle_cpu(int cpu)
5075 {
5076         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5077
5078         if (rq->curr != rq->idle)
5079                 return 0;
5080
5081         if (rq->nr_running)
5082                 return 0;
5083
5084 #ifdef CONFIG_SMP
5085         if (rq->ttwu_pending)
5086                 return 0;
5087 #endif
5088
5089         return 1;
5090 }
5091
5092 /**
5093  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
5094  * @cpu: the CPU in question.
5095  *
5096  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
5097  */
5098 int available_idle_cpu(int cpu)
5099 {
5100         if (!idle_cpu(cpu))
5101                 return 0;
5102
5103         if (vcpu_is_preempted(cpu))
5104                 return 0;
5105
5106         return 1;
5107 }
5108
5109 /**
5110  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
5111  * @cpu: the processor in question.
5112  *
5113  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
5114  */
5115 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5116 {
5117         return cpu_rq(cpu)->idle;
5118 }
5119
5120 /**
5121  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5122  * @pid: the pid in question.
5123  *
5124  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
5125  */
5126 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5127 {
5128         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5129 }
5130
5131 /*
5132  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
5133  * it calls know not to change it.
5134  */
5135 #define SETPARAM_POLICY -1
5136
5137 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
5138                 const struct sched_attr *attr)
5139 {
5140         int policy = attr->sched_policy;
5141
5142         if (policy == SETPARAM_POLICY)
5143                 policy = p->policy;
5144
5145         p->policy = policy;
5146
5147         if (dl_policy(policy))
5148                 __setparam_dl(p, attr);
5149         else if (fair_policy(policy))
5150                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
5151
5152         /*
5153          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
5154          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
5155          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
5156          */
5157         p->rt_priority = attr->sched_priority;
5158         p->normal_prio = normal_prio(p);
5159         set_load_weight(p, true);
5160 }
5161
5162 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
5163 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
5164                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
5165 {
5166         /*
5167          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
5168          * either.
5169          */
5170         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
5171                 return;
5172
5173         __setscheduler_params(p, attr);
5174
5175         /*
5176          * Keep a potential priority boosting if called from
5177          * sched_setscheduler().
5178          */
5179         p->prio = normal_prio(p);
5180         if (keep_boost)
5181                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
5182
5183         if (dl_prio(p->prio))
5184                 p->sched_class = &dl_sched_class;
5185         else if (rt_prio(p->prio))
5186                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5187         else
5188                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5189 }
5190
5191 /*
5192  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
5193  */
5194 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5195 {
5196         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5197         bool match;
5198
5199         rcu_read_lock();
5200         pcred = __task_cred(p);
5201         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
5202                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
5203         rcu_read_unlock();
5204         return match;
5205 }
5206
5207 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
5208                                 const struct sched_attr *attr,
5209                                 bool user, bool pi)
5210 {
5211         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
5212                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
5213         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
5214         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
5215         const struct sched_class *prev_class;
5216         struct rq_flags rf;
5217         int reset_on_fork;
5218         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
5219         struct rq *rq;
5220
5221         /* The pi code expects interrupts enabled */
5222         BUG_ON(pi && in_interrupt());
5223 recheck:
5224         /* Double check policy once rq lock held: */
5225         if (policy < 0) {
5226                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
5227                 policy = oldpolicy = p->policy;
5228         } else {
5229                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
5230
5231                 if (!valid_policy(policy))
5232                         return -EINVAL;
5233         }
5234
5235         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
5236                 return -EINVAL;
5237
5238         /*
5239          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5240          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5241          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5242          */
5243         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5244             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5245                 return -EINVAL;
5246         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
5247             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
5248                 return -EINVAL;
5249
5250         /*
5251          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5252          */
5253         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5254                 if (fair_policy(policy)) {
5255                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
5256                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
5257                                 return -EPERM;
5258                 }
5259
5260                 if (rt_policy(policy)) {
5261                         unsigned long rlim_rtprio =
5262                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
5263
5264                         /* Can't set/change the rt policy: */
5265                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5266                                 return -EPERM;
5267
5268                         /* Can't increase priority: */
5269                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
5270                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
5271                                 return -EPERM;
5272                 }
5273
5274                  /*
5275                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
5276                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
5277                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
5278                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
5279                   */
5280                 if (dl_policy(policy))
5281                         return -EPERM;
5282
5283                 /*
5284                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
5285                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
5286                  */
5287                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
5288                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
5289                                 return -EPERM;
5290                 }
5291
5292                 /* Can't change other user's priorities: */
5293                 if (!check_same_owner(p))
5294                         return -EPERM;
5295
5296                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
5297                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
5298                         return -EPERM;
5299         }
5300
5301         if (user) {
5302                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
5303                         return -EINVAL;
5304
5305                 retval = security_task_setscheduler(p);
5306                 if (retval)
5307                         return retval;
5308         }
5309
5310         /* Update task specific "requested" clamps */
5311         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
5312                 retval = uclamp_validate(p, attr);
5313                 if (retval)
5314                         return retval;
5315         }
5316
5317         if (pi)
5318                 cpuset_read_lock();
5319
5320         /*
5321          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5322          * changing the priority of the task:
5323          *
5324          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
5325          * runqueue lock must be held.
5326          */
5327         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5328         update_rq_clock(rq);
5329
5330         /*
5331          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
5332          */
5333         if (p == rq->stop) {
5334                 retval = -EINVAL;
5335                 goto unlock;
5336         }
5337
5338         /*
5339          * If not changing anything there's no need to proceed further,
5340          * but store a possible modification of reset_on_fork.
5341          */
5342         if (unlikely(policy == p->policy)) {
5343                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
5344                         goto change;
5345                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
5346                         goto change;
5347                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
5348                         goto change;
5349                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
5350                         goto change;
5351
5352                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5353                 retval = 0;
5354                 goto unlock;
5355         }
5356 change:
5357
5358         if (user) {
5359 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5360                 /*
5361                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5362                  * assigned.
5363                  */
5364                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5365                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5366                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5367                         retval = -EPERM;
5368                         goto unlock;
5369                 }
5370 #endif
5371 #ifdef CONFIG_SMP
5372                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
5373                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
5374                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
5375
5376                         /*
5377                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
5378                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
5379                          * will also fail if there's no bandwidth available.
5380                          */
5381                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
5382                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
5383                                 retval = -EPERM;
5384                                 goto unlock;
5385                         }
5386                 }
5387 #endif
5388         }
5389
5390         /* Re-check policy now with rq lock held: */
5391         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5392                 policy = oldpolicy = -1;
5393                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5394                 if (pi)
5395                         cpuset_read_unlock();
5396                 goto recheck;
5397         }
5398
5399         /*
5400          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
5401          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
5402          * is available.
5403          */
5404         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
5405                 retval = -EBUSY;
5406                 goto unlock;
5407         }
5408
5409         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5410         oldprio = p->prio;
5411
5412         if (pi) {
5413                 /*
5414                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
5415                  * effective priority is unchanged, we just store the new
5416                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
5417                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
5418                  * itself.
5419                  */
5420                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
5421                 if (new_effective_prio == oldprio)
5422                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
5423         }
5424
5425         queued = task_on_rq_queued(p);
5426         running = task_current(rq, p);
5427         if (queued)
5428                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
5429         if (running)
5430                 put_prev_task(rq, p);
5431
5432         prev_class = p->sched_class;
5433
5434         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5435         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5436
5437         if (queued) {
5438                 /*
5439                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5440                  * increased (user space view).
5441                  */
5442                 if (oldprio < p->prio)
5443                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5444
5445                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5446         }
5447         if (running)
5448                 set_next_task(rq, p);
5449
5450         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5451
5452         /* Avoid rq from going away on us: */
5453         preempt_disable();
5454         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5455
5456         if (pi) {
5457                 cpuset_read_unlock();
5458                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5459         }
5460
5461         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5462         balance_callback(rq);
5463         preempt_enable();
5464
5465         return 0;
5466
5467 unlock:
5468         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5469         if (pi)
5470                 cpuset_read_unlock();
5471         return retval;
5472 }
5473
5474 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5475                                const struct sched_param *param, bool check)
5476 {
5477         struct sched_attr attr = {
5478                 .sched_policy   = policy,
5479                 .sched_priority = param->sched_priority,
5480                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5481         };
5482
5483         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5484         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5485                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5486                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5487                 attr.sched_policy = policy;
5488         }
5489
5490         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5491 }
5492 /**
5493  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5494  * @p: the task in question.
5495  * @policy: new policy.
5496  * @param: structure containing the new RT priority.
5497  *
5498  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
5499  *
5500  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5501  *
5502  * NOTE that the task may be already dead.
5503  */
5504 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5505                        const struct sched_param *param)
5506 {
5507         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5508 }
5509
5510 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5511 {
5512         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5513 }
5514
5515 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5516 {
5517         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5518 }
5519
5520 /**
5521  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5522  * @p: the task in question.
5523  * @policy: new policy.
5524  * @param: structure containing the new RT priority.
5525  *
5526  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5527  * current context has permission.  For example, this is needed in
5528  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5529  * but our caller might not have that capability.
5530  *
5531  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5532  */
5533 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5534                                const struct sched_param *param)
5535 {
5536         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5537 }
5538
5539 /*
5540  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
5541  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
5542  * be doing.
5543  *
5544  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
5545  *
5546  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
5547  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
5548  * and smash them together and still expect them to work.
5549  *
5550  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
5551  *
5552  *   MAX_RT_PRIO / 2
5553  *
5554  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
5555  * know enough information to make a sensible choice.
5556  */
5557 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
5558 {
5559         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
5560         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
5561 }
5562 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
5563
5564 /*
5565  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
5566  */
5567 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
5568 {
5569         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
5570         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
5571 }
5572 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
5573
5574 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
5575 {
5576         struct sched_attr attr = {
5577                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
5578                 .sched_nice = nice,
5579         };
5580         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
5581 }
5582 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
5583
5584 static int
5585 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5586 {
5587         struct sched_param lparam;
5588         struct task_struct *p;
5589         int retval;
5590
5591         if (!param || pid < 0)
5592                 return -EINVAL;
5593         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5594                 return -EFAULT;
5595
5596         rcu_read_lock();
5597         retval = -ESRCH;
5598         p = find_process_by_pid(pid);
5599         if (likely(p))
5600                 get_task_struct(p);
5601         rcu_read_unlock();
5602
5603         if (likely(p)) {
5604                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5605                 put_task_struct(p);
5606         }
5607
5608         return retval;
5609 }
5610
5611 /*
5612  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5613  */
5614 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5615 {
5616         u32 size;
5617         int ret;
5618
5619         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5620         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5621
5622         ret = get_user(size, &uattr->size);
5623         if (ret)
5624                 return ret;
5625
5626         /* ABI compatibility quirk: */
5627         if (!size)
5628                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5629         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5630                 goto err_size;
5631
5632         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5633         if (ret) {
5634                 if (ret == -E2BIG)
5635                         goto err_size;
5636                 return ret;
5637         }
5638
5639         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5640             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5641                 return -EINVAL;
5642
5643         /*
5644          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5645          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5646          */
5647         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5648
5649         return 0;
5650
5651 err_size:
5652         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5653         return -E2BIG;
5654 }
5655
5656 /**
5657  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5658  * @pid: the pid in question.
5659  * @policy: new policy.
5660  * @param: structure containing the new RT priority.
5661  *
5662  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5663  */
5664 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5665 {
5666         if (policy < 0)
5667                 return -EINVAL;
5668
5669         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5670 }
5671
5672 /**
5673  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5674  * @pid: the pid in question.
5675  * @param: structure containing the new RT priority.
5676  *
5677  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5678  */
5679 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5680 {
5681         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5682 }
5683
5684 /**
5685  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5686  * @pid: the pid in question.
5687  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5688  * @flags: for future extension.
5689  */
5690 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5691                                unsigned int, flags)
5692 {
5693         struct sched_attr attr;
5694         struct task_struct *p;
5695         int retval;
5696
5697         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5698                 return -EINVAL;
5699
5700         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5701         if (retval)
5702                 return retval;
5703
5704         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5705                 return -EINVAL;
5706         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5707                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5708
5709         rcu_read_lock();
5710         retval = -ESRCH;
5711         p = find_process_by_pid(pid);
5712         if (likely(p))
5713                 get_task_struct(p);
5714         rcu_read_unlock();
5715
5716         if (likely(p)) {
5717                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5718                 put_task_struct(p);
5719         }
5720
5721         return retval;
5722 }
5723
5724 /**
5725  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5726  * @pid: the pid in question.
5727  *
5728  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5729  * code.
5730  */
5731 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5732 {
5733         struct task_struct *p;
5734         int retval;
5735
5736         if (pid < 0)
5737                 return -EINVAL;
5738
5739         retval = -ESRCH;
5740         rcu_read_lock();
5741         p = find_process_by_pid(pid);
5742         if (p) {
5743                 retval = security_task_getscheduler(p);
5744                 if (!retval)
5745                         retval = p->policy
5746                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5747         }
5748         rcu_read_unlock();
5749         return retval;
5750 }
5751
5752 /**
5753  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5754  * @pid: the pid in question.
5755  * @param: structure containing the RT priority.
5756  *
5757  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5758  * code.
5759  */
5760 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5761 {
5762         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5763         struct task_struct *p;
5764         int retval;
5765
5766         if (!param || pid < 0)
5767                 return -EINVAL;
5768
5769         rcu_read_lock();
5770         p = find_process_by_pid(pid);
5771         retval = -ESRCH;
5772         if (!p)
5773                 goto out_unlock;
5774
5775         retval = security_task_getscheduler(p);
5776         if (retval)
5777                 goto out_unlock;
5778
5779         if (task_has_rt_policy(p))
5780                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5781         rcu_read_unlock();
5782
5783         /*
5784          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5785          */
5786         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5787
5788         return retval;
5789
5790 out_unlock:
5791         rcu_read_unlock();
5792         return retval;
5793 }
5794
5795 /*
5796  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5797  * than what user-space knows about) to user-space.
5798  *
5799  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5800  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5801  * have the same size.
5802  */
5803 static int
5804 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5805                         struct sched_attr *kattr,
5806                         unsigned int usize)
5807 {
5808         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5809
5810         if (!access_ok(uattr, usize))
5811                 return -EFAULT;
5812
5813         /*
5814          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5815          *
5816          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5817          *
5818          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5819          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5820          *
5821          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5822          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5823          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5824          * which is set to ksize in this case.
5825          */
5826         kattr->size = min(usize, ksize);
5827
5828         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5829                 return -EFAULT;
5830
5831         return 0;
5832 }
5833
5834 /**
5835  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5836  * @pid: the pid in question.
5837  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5838  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5839  * @flags: for future extension.
5840  */
5841 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5842                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5843 {
5844         struct sched_attr kattr = { };
5845         struct task_struct *p;
5846         int retval;
5847
5848         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5849             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5850                 return -EINVAL;
5851
5852         rcu_read_lock();
5853         p = find_process_by_pid(pid);
5854         retval = -ESRCH;
5855         if (!p)
5856                 goto out_unlock;
5857
5858         retval = security_task_getscheduler(p);
5859         if (retval)
5860                 goto out_unlock;
5861
5862         kattr.sched_policy = p->policy;
5863         if (p->sched_reset_on_fork)
5864                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5865         if (task_has_dl_policy(p))
5866                 __getparam_dl(p, &kattr);
5867         else if (task_has_rt_policy(p))
5868                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5869         else
5870                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5871
5872 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5873         /*
5874          * This could race with another potential updater, but this is fine
5875          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
5876          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
5877          */
5878         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5879         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5880 #endif
5881
5882         rcu_read_unlock();
5883
5884         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5885
5886 out_unlock:
5887         rcu_read_unlock();
5888         return retval;
5889 }
5890
5891 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5892 {
5893         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5894         struct task_struct *p;
5895         int retval;
5896
5897         rcu_read_lock();
5898
5899         p = find_process_by_pid(pid);
5900         if (!p) {
5901                 rcu_read_unlock();
5902                 return -ESRCH;
5903         }
5904
5905         /* Prevent p going away */
5906         get_task_struct(p);
5907         rcu_read_unlock();
5908
5909         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5910                 retval = -EINVAL;
5911                 goto out_put_task;
5912         }
5913         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5914                 retval = -ENOMEM;
5915                 goto out_put_task;
5916         }
5917         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5918                 retval = -ENOMEM;
5919                 goto out_free_cpus_allowed;
5920         }
5921         retval = -EPERM;
5922         if (!check_same_owner(p)) {
5923                 rcu_read_lock();
5924                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5925                         rcu_read_unlock();
5926                         goto out_free_new_mask;
5927                 }
5928                 rcu_read_unlock();
5929         }
5930
5931         retval = security_task_setscheduler(p);
5932         if (retval)
5933                 goto out_free_new_mask;
5934
5935
5936         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5937         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5938
5939         /*
5940          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5941          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5942          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5943          * root_domain.
5944          */
5945 #ifdef CONFIG_SMP
5946         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5947                 rcu_read_lock();
5948                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5949                         retval = -EBUSY;
5950                         rcu_read_unlock();
5951                         goto out_free_new_mask;
5952                 }
5953                 rcu_read_unlock();
5954         }
5955 #endif
5956 again:
5957         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5958
5959         if (!retval) {
5960                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5961                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5962                         /*
5963                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5964                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5965                          * cpuset's cpus_allowed
5966                          */
5967                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5968                         goto again;
5969                 }
5970         }
5971 out_free_new_mask:
5972         free_cpumask_var(new_mask);
5973 out_free_cpus_allowed:
5974         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5975 out_put_task:
5976         put_task_struct(p);
5977         return retval;
5978 }
5979
5980 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5981                              struct cpumask *new_mask)
5982 {
5983         if (len < cpumask_size())
5984                 cpumask_clear(new_mask);
5985         else if (len > cpumask_size())
5986                 len = cpumask_size();
5987
5988         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5989 }
5990
5991 /**
5992  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5993  * @pid: pid of the process
5994  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5995  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5996  *
5997  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5998  */
5999 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6000                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6001 {
6002         cpumask_var_t new_mask;
6003         int retval;
6004
6005         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6006                 return -ENOMEM;
6007
6008         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6009         if (retval == 0)
6010                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6011         free_cpumask_var(new_mask);
6012         return retval;
6013 }
6014
6015 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6016 {
6017         struct task_struct *p;
6018         unsigned long flags;
6019         int retval;
6020
6021         rcu_read_lock();
6022
6023         retval = -ESRCH;
6024         p = find_process_by_pid(pid);
6025         if (!p)
6026                 goto out_unlock;
6027
6028         retval = security_task_getscheduler(p);
6029         if (retval)
6030                 goto out_unlock;
6031
6032         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6033         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
6034         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6035
6036 out_unlock:
6037         rcu_read_unlock();
6038
6039         return retval;
6040 }
6041
6042 /**
6043  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
6044  * @pid: pid of the process
6045  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6046  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
6047  *
6048  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
6049  * error code otherwise.
6050  */
6051 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6052                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6053 {
6054         int ret;
6055         cpumask_var_t mask;
6056
6057         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
6058                 return -EINVAL;
6059         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
6060                 return -EINVAL;
6061
6062         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6063                 return -ENOMEM;
6064
6065         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6066         if (ret == 0) {
6067                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
6068
6069                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
6070                         ret = -EFAULT;
6071                 else
6072                         ret = retlen;
6073         }
6074         free_cpumask_var(mask);
6075
6076         return ret;
6077 }
6078
6079 /**
6080  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6081  *
6082  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6083  * other threads running on this CPU then this function will return.
6084  *
6085  * Return: 0.
6086  */
6087 static void do_sched_yield(void)
6088 {
6089         struct rq_flags rf;
6090         struct rq *rq;
6091
6092         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
6093
6094         schedstat_inc(rq->yld_count);
6095         current->sched_class->yield_task(rq);
6096
6097         /*
6098          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6099          * no need to preempt or enable interrupts:
6100          */
6101         preempt_disable();
6102         rq_unlock(rq, &rf);
6103         sched_preempt_enable_no_resched();
6104
6105         schedule();
6106 }
6107
6108 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6109 {
6110         do_sched_yield();
6111         return 0;
6112 }
6113
6114 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
6115 int __sched _cond_resched(void)
6116 {
6117         if (should_resched(0)) {
6118                 preempt_schedule_common();
6119                 return 1;
6120         }
6121         rcu_all_qs();
6122         return 0;
6123 }
6124 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6125 #endif
6126
6127 /*
6128  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6129  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6130  *
6131  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
6132  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6133  * spin_unlock(), once by hand).
6134  */
6135 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6136 {
6137         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
6138         int ret = 0;
6139
6140         lockdep_assert_held(lock);
6141
6142         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6143                 spin_unlock(lock);
6144                 if (resched)
6145                         preempt_schedule_common();
6146                 else
6147                         cpu_relax();
6148                 ret = 1;
6149                 spin_lock(lock);
6150         }
6151         return ret;
6152 }
6153 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6154
6155 /**
6156  * yield - yield the current processor to other threads.
6157  *
6158  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
6159  *
6160  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
6161  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
6162  * it, its already broken.
6163  *
6164  * Typical broken usage is:
6165  *
6166  * while (!event)
6167  *      yield();
6168  *
6169  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
6170  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
6171  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
6172  *
6173  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
6174  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
6175  * If you still want to use yield(), do not!
6176  */
6177 void __sched yield(void)
6178 {
6179         set_current_state(TASK_RUNNING);
6180         do_sched_yield();
6181 }
6182 EXPORT_SYMBOL(yield);
6183
6184 /**
6185  * yield_to - yield the current processor to another thread in
6186  * your thread group, or accelerate that thread toward the
6187  * processor it's on.
6188  * @p: target task
6189  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
6190  *
6191  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
6192  * can't go away on us before we can do any checks.
6193  *
6194  * Return:
6195  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
6196  *      false (0) if we failed to boost the target.
6197  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
6198  */
6199 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
6200 {
6201         struct task_struct *curr = current;
6202         struct rq *rq, *p_rq;
6203         unsigned long flags;
6204         int yielded = 0;
6205
6206         local_irq_save(flags);
6207         rq = this_rq();
6208
6209 again:
6210         p_rq = task_rq(p);
6211         /*
6212          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
6213          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
6214          */
6215         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
6216                 yielded = -ESRCH;
6217                 goto out_irq;
6218         }
6219
6220         double_rq_lock(rq, p_rq);
6221         if (task_rq(p) != p_rq) {
6222                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
6223                 goto again;
6224         }
6225
6226         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
6227                 goto out_unlock;
6228
6229         if (curr->sched_class != p->sched_class)
6230                 goto out_unlock;
6231
6232         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
6233                 goto out_unlock;
6234
6235         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
6236         if (yielded) {
6237                 schedstat_inc(rq->yld_count);
6238                 /*
6239                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
6240                  * fairness.
6241                  */
6242                 if (preempt && rq != p_rq)
6243                         resched_curr(p_rq);
6244         }
6245
6246 out_unlock:
6247         double_rq_unlock(rq, p_rq);
6248 out_irq:
6249         local_irq_restore(flags);
6250
6251         if (yielded > 0)
6252                 schedule();
6253
6254         return yielded;
6255 }
6256 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
6257
6258 int io_schedule_prepare(void)
6259 {
6260         int old_iowait = current->in_iowait;
6261
6262         current->in_iowait = 1;
6263         blk_schedule_flush_plug(current);
6264
6265         return old_iowait;
6266 }
6267
6268 void io_schedule_finish(int token)
6269 {
6270         current->in_iowait = token;
6271 }
6272
6273 /*
6274  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6275  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6276  */
6277 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6278 {
6279         int token;
6280         long ret;
6281
6282         token = io_schedule_prepare();
6283         ret = schedule_timeout(timeout);
6284         io_schedule_finish(token);
6285
6286         return ret;
6287 }
6288 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
6289
6290 void __sched io_schedule(void)
6291 {
6292         int token;
6293
6294         token = io_schedule_prepare();
6295         schedule();
6296         io_schedule_finish(token);
6297 }
6298 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6299
6300 /**
6301  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6302  * @policy: scheduling class.
6303  *
6304  * Return: On success, this syscall returns the maximum
6305  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
6306  * On failure, a negative error code is returned.
6307  */
6308 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6309 {
6310         int ret = -EINVAL;
6311
6312         switch (policy) {
6313         case SCHED_FIFO:
6314         case SCHED_RR:
6315                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6316                 break;
6317         case SCHED_DEADLINE:
6318         case SCHED_NORMAL:
6319         case SCHED_BATCH:
6320         case SCHED_IDLE:
6321                 ret = 0;
6322                 break;
6323         }
6324         return ret;
6325 }
6326
6327 /**
6328  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6329  * @policy: scheduling class.
6330  *
6331  * Return: On success, this syscall returns the minimum
6332  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
6333  * On failure, a negative error code is returned.
6334  */
6335 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6336 {
6337         int ret = -EINVAL;
6338
6339         switch (policy) {
6340         case SCHED_FIFO:
6341         case SCHED_RR:
6342                 ret = 1;
6343                 break;
6344         case SCHED_DEADLINE:
6345         case SCHED_NORMAL:
6346         case SCHED_BATCH:
6347         case SCHED_IDLE:
6348                 ret = 0;
6349         }
6350         return ret;
6351 }
6352
6353 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
6354 {
6355         struct task_struct *p;
6356         unsigned int time_slice;
6357         struct rq_flags rf;
6358         struct rq *rq;
6359         int retval;
6360
6361         if (pid < 0)
6362                 return -EINVAL;
6363
6364         retval = -ESRCH;
6365         rcu_read_lock();
6366         p = find_process_by_pid(pid);
6367         if (!p)
6368                 goto out_unlock;
6369
6370         retval = security_task_getscheduler(p);
6371         if (retval)
6372                 goto out_unlock;
6373
6374         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6375         time_slice = 0;
6376         if (p->sched_class->get_rr_interval)
6377                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6378         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6379
6380         rcu_read_unlock();
6381         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
6382         return 0;
6383
6384 out_unlock:
6385         rcu_read_unlock();
6386         return retval;
6387 }
6388
6389 /**
6390  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6391  * @pid: pid of the process.
6392  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6393  *
6394  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6395  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6396  *
6397  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
6398  * an error code.
6399  */
6400 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6401                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
6402 {
6403         struct timespec64 t;
6404         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6405
6406         if (retval == 0)
6407                 retval = put_timespec64(&t, interval);
6408
6409         return retval;
6410 }
6411
6412 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
6413 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
6414                 struct old_timespec32 __user *, interval)
6415 {
6416         struct timespec64 t;
6417         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6418
6419         if (retval == 0)
6420                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
6421         return retval;
6422 }
6423 #endif
6424
6425 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6426 {
6427         unsigned long free = 0;
6428         int ppid;
6429
6430         if (!try_get_task_stack(p))
6431                 return;
6432
6433         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
6434
6435         if (p->state == TASK_RUNNING)
6436                 pr_cont("  running task    ");
6437 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6438         free = stack_not_used(p);
6439 #endif
6440         ppid = 0;
6441         rcu_read_lock();
6442         if (pid_alive(p))
6443                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
6444         rcu_read_unlock();
6445         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
6446                 free, task_pid_nr(p), ppid,
6447                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6448
6449         print_worker_info(KERN_INFO, p);
6450         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
6451         put_task_stack(p);
6452 }
6453 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
6454
6455 static inline bool
6456 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
6457 {
6458         /* no filter, everything matches */
6459         if (!state_filter)
6460                 return true;
6461
6462         /* filter, but doesn't match */
6463         if (!(p->state & state_filter))
6464                 return false;
6465
6466         /*
6467          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
6468          * TASK_KILLABLE).
6469          */
6470         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
6471                 return false;
6472
6473         return true;
6474 }
6475
6476
6477 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6478 {
6479         struct task_struct *g, *p;
6480
6481         rcu_read_lock();
6482         for_each_process_thread(g, p) {
6483                 /*
6484                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6485                  * console might take a lot of time:
6486                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6487                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6488                  * an IPI.
6489                  */
6490                 touch_nmi_watchdog();
6491                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6492                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6493                         sched_show_task(p);
6494         }
6495
6496 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6497         if (!state_filter)
6498                 sysrq_sched_debug_show();
6499 #endif
6500         rcu_read_unlock();
6501         /*
6502          * Only show locks if all tasks are dumped:
6503          */
6504         if (!state_filter)
6505                 debug_show_all_locks();
6506 }
6507
6508 /**
6509  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6510  * @idle: task in question
6511  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6512  *
6513  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6514  * flag, to make booting more robust.
6515  */
6516 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6517 {
6518         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6519         unsigned long flags;
6520
6521         __sched_fork(0, idle);
6522
6523         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6524         raw_spin_lock(&rq->lock);
6525
6526         idle->state = TASK_RUNNING;
6527         idle->se.exec_start = sched_clock();
6528         idle->flags |= PF_IDLE;
6529
6530         scs_task_reset(idle);
6531         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6532
6533 #ifdef CONFIG_SMP
6534         /*
6535          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6536          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6537          *
6538          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6539          */
6540         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6541 #endif
6542         /*
6543          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6544          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6545          * lockdep check in task_group() will fail.
6546          *
6547          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6548          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6549          *
6550          * Silence PROVE_RCU
6551          */
6552         rcu_read_lock();
6553         __set_task_cpu(idle, cpu);
6554         rcu_read_unlock();
6555
6556         rq->idle = idle;
6557         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6558         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6559 #ifdef CONFIG_SMP
6560         idle->on_cpu = 1;
6561 #endif
6562         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6563         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6564
6565         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6566         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6567
6568         /*
6569          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6570          */
6571         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6572         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6573         vtime_init_idle(idle, cpu);
6574 #ifdef CONFIG_SMP
6575         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6576 #endif
6577 }
6578
6579 #ifdef CONFIG_SMP
6580
6581 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6582                               const struct cpumask *trial)
6583 {
6584         int ret = 1;
6585
6586         if (!cpumask_weight(cur))
6587                 return ret;
6588
6589         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6590
6591         return ret;
6592 }
6593
6594 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6595                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6596 {
6597         int ret = 0;
6598
6599         /*
6600          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6601          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6602          * affinity and isolating such threads by their set of
6603          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6604          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6605          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6606          * before cpus_mask may be changed.
6607          */
6608         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6609                 ret = -EINVAL;
6610                 goto out;
6611         }
6612
6613         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6614                                               cs_cpus_allowed))
6615                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6616
6617 out:
6618         return ret;
6619 }
6620
6621 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6622
6623 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6624 /* Migrate current task p to target_cpu */
6625 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6626 {
6627         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6628         int curr_cpu = task_cpu(p);
6629
6630         if (curr_cpu == target_cpu)
6631                 return 0;
6632
6633         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6634                 return -EINVAL;
6635
6636         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6637
6638         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6639         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6640 }
6641
6642 /*
6643  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6644  * tasks on the runqueues
6645  */
6646 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6647 {
6648         bool queued, running;
6649         struct rq_flags rf;
6650         struct rq *rq;
6651
6652         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6653         queued = task_on_rq_queued(p);
6654         running = task_current(rq, p);
6655
6656         if (queued)
6657                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6658         if (running)
6659                 put_prev_task(rq, p);
6660
6661         p->numa_preferred_nid = nid;
6662
6663         if (queued)
6664                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6665         if (running)
6666                 set_next_task(rq, p);
6667         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6668 }
6669 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6670
6671 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6672 /*
6673  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6674  * offline.
6675  */
6676 void idle_task_exit(void)
6677 {
6678         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6679
6680         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6681         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
6682
6683         if (mm != &init_mm) {
6684                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6685                 finish_arch_post_lock_switch();
6686         }
6687
6688         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
6689 }
6690
6691 /*
6692  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6693  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6694  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6695  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6696  * calculation.
6697  *
6698  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6699  */
6700 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6701 {
6702         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6703         if (delta)
6704                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6705 }
6706
6707 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6708 {
6709         const struct sched_class *class;
6710         struct task_struct *next;
6711
6712         for_each_class(class) {
6713                 next = class->pick_next_task(rq);
6714                 if (next) {
6715                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6716                         return next;
6717                 }
6718         }
6719
6720         /* The idle class should always have a runnable task */
6721         BUG();
6722 }
6723
6724 /*
6725  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6726  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6727  *
6728  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6729  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6730  * because of lock validation efforts.
6731  */
6732 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6733 {
6734         struct rq *rq = dead_rq;
6735         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6736         struct rq_flags orf = *rf;
6737         int dest_cpu;
6738
6739         /*
6740          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6741          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6742          *
6743          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6744          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6745          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6746          * done here.
6747          */
6748         rq->stop = NULL;
6749
6750         /*
6751          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6752          * class method both need to have an up-to-date
6753          * value of rq->clock[_task]
6754          */
6755         update_rq_clock(rq);
6756
6757         for (;;) {
6758                 /*
6759                  * There's this thread running, bail when that's the only
6760                  * remaining thread:
6761                  */
6762                 if (rq->nr_running == 1)
6763                         break;
6764
6765                 next = __pick_migrate_task(rq);
6766
6767                 /*
6768                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6769                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6770                  * stabilizes the mask.
6771                  *
6772                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6773                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6774                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6775                  */
6776                 rq_unlock(rq, rf);
6777                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6778                 rq_relock(rq, rf);
6779
6780                 /*
6781                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6782                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6783                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6784                  */
6785                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6786                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6787                         continue;
6788                 }
6789
6790                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6791                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6792                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6793                 if (rq != dead_rq) {
6794                         rq_unlock(rq, rf);
6795                         rq = dead_rq;
6796                         *rf = orf;
6797                         rq_relock(rq, rf);
6798                 }
6799                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6800         }
6801
6802         rq->stop = stop;
6803 }
6804 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6805
6806 void set_rq_online(struct rq *rq)
6807 {
6808         if (!rq->online) {
6809                 const struct sched_class *class;
6810
6811                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6812                 rq->online = 1;
6813
6814                 for_each_class(class) {
6815                         if (class->rq_online)
6816                                 class->rq_online(rq);
6817                 }
6818         }
6819 }
6820
6821 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6822 {
6823         if (rq->online) {
6824                 const struct sched_class *class;
6825
6826                 for_each_class(class) {
6827                         if (class->rq_offline)
6828                                 class->rq_offline(rq);
6829                 }
6830
6831                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6832                 rq->online = 0;
6833         }
6834 }
6835
6836 /*
6837  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6838  */
6839 static int num_cpus_frozen;
6840
6841 /*
6842  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6843  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6844  * around partition_sched_domains().
6845  *
6846  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6847  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6848  */
6849 static void cpuset_cpu_active(void)
6850 {
6851         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6852                 /*
6853                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6854                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6855                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6856                  * domain, ignoring cpusets.
6857                  */
6858                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6859                 if (--num_cpus_frozen)
6860                         return;
6861                 /*
6862                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6863                  * restore the original sched domains by considering the
6864                  * cpuset configurations.
6865                  */
6866                 cpuset_force_rebuild();
6867         }
6868         cpuset_update_active_cpus();
6869 }
6870
6871 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6872 {
6873         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6874                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6875                         return -EBUSY;
6876                 cpuset_update_active_cpus();
6877         } else {
6878                 num_cpus_frozen++;
6879                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6880         }
6881         return 0;
6882 }
6883
6884 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6885 {
6886         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6887         struct rq_flags rf;
6888
6889 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6890         /*
6891          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6892          */
6893         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6894                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6895 #endif
6896         set_cpu_active(cpu, true);
6897
6898         if (sched_smp_initialized) {
6899                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6900                 cpuset_cpu_active();
6901         }
6902
6903         /*
6904          * Put the rq online, if not already. This happens:
6905          *
6906          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6907          *    after all CPUs have been brought up.
6908          *
6909          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6910          *    domains.
6911          */
6912         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6913         if (rq->rd) {
6914                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6915                 set_rq_online(rq);
6916         }
6917         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6918
6919         return 0;
6920 }
6921
6922 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6923 {
6924         int ret;
6925
6926         set_cpu_active(cpu, false);
6927         /*
6928          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6929          * users of this state to go away such that all new such users will
6930          * observe it.
6931          *
6932          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6933          */
6934         synchronize_rcu();
6935
6936 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6937         /*
6938          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6939          */
6940         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6941                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6942 #endif
6943
6944         if (!sched_smp_initialized)
6945                 return 0;
6946
6947         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6948         if (ret) {
6949                 set_cpu_active(cpu, true);
6950                 return ret;
6951         }
6952         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6953         return 0;
6954 }
6955
6956 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6957 {
6958         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6959
6960         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6961         update_max_interval();
6962 }
6963
6964 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6965 {
6966         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6967         sched_tick_start(cpu);
6968         return 0;
6969 }
6970
6971 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6972 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6973 {
6974         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6975         struct rq_flags rf;
6976
6977         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6978         sched_tick_stop(cpu);
6979
6980         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6981         if (rq->rd) {
6982                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6983                 set_rq_offline(rq);
6984         }
6985         migrate_tasks(rq, &rf);
6986         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6987         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6988
6989         calc_load_migrate(rq);
6990         update_max_interval();
6991         nohz_balance_exit_idle(rq);
6992         hrtick_clear(rq);
6993         return 0;
6994 }
6995 #endif
6996
6997 void __init sched_init_smp(void)
6998 {
6999         sched_init_numa();
7000
7001         /*
7002          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7003          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7004          * happen.
7005          */
7006         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7007         sched_init_domains(cpu_active_mask);
7008         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7009
7010         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7011         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
7012                 BUG();
7013         sched_init_granularity();
7014
7015         init_sched_rt_class();
7016         init_sched_dl_class();
7017
7018         sched_smp_initialized = true;
7019 }
7020
7021 static int __init migration_init(void)
7022 {
7023         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
7024         return 0;
7025 }
7026 early_initcall(migration_init);
7027
7028 #else
7029 void __init sched_init_smp(void)
7030 {
7031         sched_init_granularity();
7032 }
7033 #endif /* CONFIG_SMP */
7034
7035 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7036 {
7037         return in_lock_functions(addr) ||
7038                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7039                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7040 }
7041
7042 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7043 /*
7044  * Default task group.
7045  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7046  */
7047 struct task_group root_task_group;
7048 LIST_HEAD(task_groups);
7049
7050 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7051 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7052 #endif
7053
7054 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7055 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
7056
7057 void __init sched_init(void)
7058 {
7059         unsigned long ptr = 0;
7060         int i;
7061
7062         /* Make sure the linker didn't screw up */
7063         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
7064                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
7065                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
7066 #ifdef CONFIG_SMP
7067         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
7068 #endif
7069
7070         wait_bit_init();
7071
7072 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7073         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7074 #endif
7075 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7076         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7077 #endif
7078         if (ptr) {
7079                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
7080
7081 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7082                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7083                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7084
7085                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7086                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7087
7088                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7089                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7090 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7091 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7092                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7093                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7094
7095                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7096                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7097
7098 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7099         }
7100 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7101         for_each_possible_cpu(i) {
7102                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7103                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7104                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7105                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7106         }
7107 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7108
7109         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
7110         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
7111
7112 #ifdef CONFIG_SMP
7113         init_defrootdomain();
7114 #endif
7115
7116 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7117         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7118                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7119 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7120
7121 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7122         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7123
7124         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7125         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7126         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7127         autogroup_init(&init_task);
7128 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7129
7130         for_each_possible_cpu(i) {
7131                 struct rq *rq;
7132
7133                 rq = cpu_rq(i);
7134                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7135                 rq->nr_running = 0;
7136                 rq->calc_load_active = 0;
7137                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7138                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7139                 init_rt_rq(&rq->rt);
7140                 init_dl_rq(&rq->dl);
7141 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7142                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7143                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
7144                 /*
7145                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
7146                  *
7147                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7148                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
7149                  * system CPU resource is divided among the tasks of
7150                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7151                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7152                  * (se->load.weight).
7153                  *
7154                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7155                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7156                  * then A0's share of the CPU resource is:
7157                  *
7158                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7159                  *
7160                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7161                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7162                  */
7163                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7164 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7165
7166                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7167 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7168                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7169 #endif
7170 #ifdef CONFIG_SMP
7171                 rq->sd = NULL;
7172                 rq->rd = NULL;
7173                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7174                 rq->balance_callback = NULL;
7175                 rq->active_balance = 0;
7176                 rq->next_balance = jiffies;
7177                 rq->push_cpu = 0;
7178                 rq->cpu = i;
7179                 rq->online = 0;
7180                 rq->idle_stamp = 0;
7181                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7182                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7183
7184                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7185
7186                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7187 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7188                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7189                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
7190
7191                 rq_csd_init(rq, &rq->nohz_csd, nohz_csd_func);
7192 #endif
7193 #endif /* CONFIG_SMP */
7194                 hrtick_rq_init(rq);
7195                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7196         }
7197
7198         set_load_weight(&init_task, false);
7199
7200         /*
7201          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7202          */
7203         mmgrab(&init_mm);
7204         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7205
7206         /*
7207          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7208          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7209          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7210          * when this runqueue becomes "idle".
7211          */
7212         init_idle(current, smp_processor_id());
7213
7214         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7215
7216 #ifdef CONFIG_SMP
7217         idle_thread_set_boot_cpu();
7218 #endif
7219         init_sched_fair_class();
7220
7221         init_schedstats();
7222
7223         psi_init();
7224
7225         init_uclamp();
7226
7227         scheduler_running = 1;
7228 }
7229
7230 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7231 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7232 {
7233         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7234
7235         return (nested == preempt_offset);
7236 }
7237
7238 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7239 {
7240         /*
7241          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7242          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7243          * otherwise we will destroy state.
7244          */
7245         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7246                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7247                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7248                         current->state,
7249                         (void *)current->task_state_change,
7250                         (void *)current->task_state_change);
7251
7252         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7253 }
7254 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7255
7256 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7257 {
7258         /* Ratelimiting timestamp: */
7259         static unsigned long prev_jiffy;
7260
7261         unsigned long preempt_disable_ip;
7262
7263         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
7264         rcu_sleep_check();
7265
7266         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7267              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
7268             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
7269             oops_in_progress)
7270                 return;
7271
7272         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7273                 return;
7274         prev_jiffy = jiffies;
7275
7276         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
7277         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7278
7279         printk(KERN_ERR
7280                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7281                         file, line);
7282         printk(KERN_ERR
7283                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
7284                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
7285                         current->pid, current->comm);
7286
7287         if (task_stack_end_corrupted(current))
7288                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7289
7290         debug_show_held_locks(current);
7291         if (irqs_disabled())
7292                 print_irqtrace_events(current);
7293         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7294             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7295                 pr_err("Preemption disabled at:");
7296                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
7297         }
7298         dump_stack();
7299         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7300 }
7301 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7302
7303 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7304 {
7305         static unsigned long prev_jiffy;
7306
7307         if (irqs_disabled())
7308                 return;
7309
7310         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
7311                 return;
7312
7313         if (preempt_count() > preempt_offset)
7314                 return;
7315
7316         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7317                 return;
7318         prev_jiffy = jiffies;
7319
7320         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
7321         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7322                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7323                         current->pid, current->comm);
7324
7325         debug_show_held_locks(current);
7326         dump_stack();
7327         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7328 }
7329 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
7330 #endif
7331
7332 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7333 void normalize_rt_tasks(void)
7334 {
7335         struct task_struct *g, *p;
7336         struct sched_attr attr = {
7337                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7338         };
7339
7340         read_lock(&tasklist_lock);
7341         for_each_process_thread(g, p) {
7342                 /*
7343                  * Only normalize user tasks:
7344                  */
7345                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7346                         continue;
7347
7348                 p->se.exec_start = 0;
7349                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7350                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7351                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7352
7353                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7354                         /*
7355                          * Renice negative nice level userspace
7356                          * tasks back to 0:
7357                          */
7358                         if (task_nice(p) < 0)
7359                                 set_user_nice(p, 0);
7360                         continue;
7361                 }
7362
7363                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7364         }
7365         read_unlock(&tasklist_lock);
7366 }
7367
7368 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7369
7370 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7371 /*
7372  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7373  *
7374  * They can only be called when the whole system has been
7375  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7376  * activity can take place. Using them for anything else would
7377  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7378  * under any other configuration.
7379  */
7380
7381 /**
7382  * curr_task - return the current task for a given CPU.
7383  * @cpu: the processor in question.
7384  *
7385  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7386  *
7387  * Return: The current task for @cpu.
7388  */
7389 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7390 {
7391         return cpu_curr(cpu);
7392 }
7393
7394 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7395
7396 #ifdef CONFIG_IA64
7397 /**
7398  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
7399  * @cpu: the processor in question.
7400  * @p: the task pointer to set.
7401  *
7402  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7403  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7404  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
7405  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7406  * and caller must save the original value of the current task (see
7407  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7408  * re-starting the system.
7409  *
7410  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7411  */
7412 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7413 {
7414         cpu_curr(cpu) = p;
7415 }
7416
7417 #endif
7418
7419 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7420 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7421 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7422
7423 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
7424                                             struct task_group *parent)
7425 {
7426 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7427         enum uclamp_id clamp_id;
7428
7429         for_each_clamp_id(clamp_id) {
7430                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
7431                               uclamp_none(clamp_id), false);
7432                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
7433         }
7434 #endif
7435 }
7436
7437 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7438 {
7439         free_fair_sched_group(tg);
7440         free_rt_sched_group(tg);
7441         autogroup_free(tg);
7442         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7443 }
7444
7445 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7446 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7447 {
7448         struct task_group *tg;
7449
7450         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7451         if (!tg)
7452                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7453
7454         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7455                 goto err;
7456
7457         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7458                 goto err;
7459
7460         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
7461
7462         return tg;
7463
7464 err:
7465         sched_free_group(tg);
7466         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7467 }
7468
7469 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7470 {
7471         unsigned long flags;
7472
7473         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7474         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7475
7476         /* Root should already exist: */
7477         WARN_ON(!parent);
7478
7479         tg->parent = parent;
7480         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7481         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7482         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7483
7484         online_fair_sched_group(tg);
7485 }
7486
7487 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7488 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7489 {
7490         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7491         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7492 }
7493
7494 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7495 {
7496         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7497         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7498 }
7499
7500 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7501 {
7502         unsigned long flags;
7503
7504         /* End participation in shares distribution: */
7505         unregister_fair_sched_group(tg);
7506
7507         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7508         list_del_rcu(&tg->list);
7509         list_del_rcu(&tg->siblings);
7510         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7511 }
7512
7513 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7514 {
7515         struct task_group *tg;
7516
7517         /*
7518          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7519          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7520          * to prevent lockdep warnings.
7521          */
7522         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7523                           struct task_group, css);
7524         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7525         tsk->sched_task_group = tg;
7526
7527 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7528         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7529                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7530         else
7531 #endif
7532                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7533 }
7534
7535 /*
7536  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7537  *
7538  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7539  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7540  * its new group.
7541  */
7542 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7543 {
7544         int queued, running, queue_flags =
7545                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7546         struct rq_flags rf;
7547         struct rq *rq;
7548
7549         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7550         update_rq_clock(rq);
7551
7552         running = task_current(rq, tsk);
7553         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7554
7555         if (queued)
7556                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7557         if (running)
7558                 put_prev_task(rq, tsk);
7559
7560         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7561
7562         if (queued)
7563                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7564         if (running) {
7565                 set_next_task(rq, tsk);
7566                 /*
7567                  * After changing group, the running task may have joined a
7568                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7569                  * resched to make sure that task can still run.
7570                  */
7571                 resched_curr(rq);
7572         }
7573
7574         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7575 }
7576
7577 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7578 {
7579         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7580 }
7581
7582 static struct cgroup_subsys_state *
7583 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7584 {
7585         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7586         struct task_group *tg;
7587
7588         if (!parent) {
7589                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7590                 return &root_task_group.css;
7591         }
7592
7593         tg = sched_create_group(parent);
7594         if (IS_ERR(tg))
7595                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7596
7597         return &tg->css;
7598 }
7599
7600 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7601 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7602 {
7603         struct task_group *tg = css_tg(css);
7604         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7605
7606         if (parent)
7607                 sched_online_group(tg, parent);
7608
7609 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7610         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7611         cpu_util_update_eff(css);
7612 #endif
7613
7614         return 0;
7615 }
7616
7617 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7618 {
7619         struct task_group *tg = css_tg(css);
7620
7621         sched_offline_group(tg);
7622 }
7623
7624 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7625 {
7626         struct task_group *tg = css_tg(css);
7627
7628         /*
7629          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7630          */
7631         sched_free_group(tg);
7632 }
7633
7634 /*
7635  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7636  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7637  */
7638 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7639 {
7640         struct rq_flags rf;
7641         struct rq *rq;
7642
7643         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7644
7645         update_rq_clock(rq);
7646         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7647
7648         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7649 }
7650
7651 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7652 {
7653         struct task_struct *task;
7654         struct cgroup_subsys_state *css;
7655         int ret = 0;
7656
7657         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7658 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7659                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7660                         return -EINVAL;
7661 #endif
7662                 /*
7663                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7664                  * running, we're sure to observe its full state.
7665                  */
7666                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7667                 /*
7668                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7669                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7670                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7671                  */
7672                 if (task->state == TASK_NEW)
7673                         ret = -EINVAL;
7674                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7675
7676                 if (ret)
7677                         break;
7678         }
7679         return ret;
7680 }
7681
7682 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7683 {
7684         struct task_struct *task;
7685         struct cgroup_subsys_state *css;
7686
7687         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7688                 sched_move_task(task);
7689 }
7690
7691 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7692 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7693 {
7694         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7695         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7696         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7697         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7698         enum uclamp_id clamp_id;
7699         unsigned int clamps;
7700
7701         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7702                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7703                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7704
7705                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7706                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7707                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7708                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7709                         if (uc_parent &&
7710                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7711                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7712                         }
7713                 }
7714                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7715                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7716
7717                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7718                 clamps = 0x0;
7719                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7720                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7721                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7722                                 continue;
7723                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7724                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7725                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7726                 }
7727                 if (!clamps) {
7728                         css = css_rightmost_descendant(css);
7729                         continue;
7730                 }
7731
7732                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7733                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7734         }
7735 }
7736
7737 /*
7738  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7739  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7740  * character constant, use two levels of macros.
7741  */
7742 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7743 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7744
7745 struct uclamp_request {
7746 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7747 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7748         s64 percent;
7749         u64 util;
7750         int ret;
7751 };
7752
7753 static inline struct uclamp_request
7754 capacity_from_percent(char *buf)
7755 {
7756         struct uclamp_request req = {
7757                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7758                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7759                 .ret = 0,
7760         };
7761
7762         buf = strim(buf);
7763         if (strcmp(buf, "max")) {
7764                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7765                                              &req.percent);
7766                 if (req.ret)
7767                         return req;
7768                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7769                         req.ret = -ERANGE;
7770                         return req;
7771                 }
7772
7773                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7774                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7775         }
7776
7777         return req;
7778 }
7779
7780 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7781                                 size_t nbytes, loff_t off,
7782                                 enum uclamp_id clamp_id)
7783 {
7784         struct uclamp_request req;
7785         struct task_group *tg;
7786
7787         req = capacity_from_percent(buf);
7788         if (req.ret)
7789                 return req.ret;
7790
7791         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
7792
7793         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7794         rcu_read_lock();
7795
7796         tg = css_tg(of_css(of));
7797         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7798                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7799
7800         /*
7801          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7802          * exact requested value
7803          */
7804         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7805
7806         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7807         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7808
7809         rcu_read_unlock();
7810         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7811
7812         return nbytes;
7813 }
7814
7815 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7816                                     char *buf, size_t nbytes,
7817                                     loff_t off)
7818 {
7819         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7820 }
7821
7822 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7823                                     char *buf, size_t nbytes,
7824                                     loff_t off)
7825 {
7826         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7827 }
7828
7829 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7830                                     enum uclamp_id clamp_id)
7831 {
7832         struct task_group *tg;
7833         u64 util_clamp;
7834         u64 percent;
7835         u32 rem;
7836
7837         rcu_read_lock();
7838         tg = css_tg(seq_css(sf));
7839         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7840         rcu_read_unlock();
7841
7842         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7843                 seq_puts(sf, "max\n");
7844                 return;
7845         }
7846
7847         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7848         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7849         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7850 }
7851
7852 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7853 {
7854         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7855         return 0;
7856 }
7857
7858 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7859 {
7860         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7861         return 0;
7862 }
7863 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7864
7865 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7866 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7867                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7868 {
7869         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7870                 shareval = MAX_SHARES;
7871         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7872 }
7873
7874 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7875                                struct cftype *cft)
7876 {
7877         struct task_group *tg = css_tg(css);
7878
7879         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7880 }
7881
7882 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7883 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7884
7885 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7886 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7887 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
7888 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
7889
7890 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7891
7892 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7893 {
7894         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7895         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7896
7897         if (tg == &root_task_group)
7898                 return -EINVAL;
7899
7900         /*
7901          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7902          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7903          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7904          */
7905         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7906                 return -EINVAL;
7907
7908         /*
7909          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7910          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7911          * feasibility.
7912          */
7913         if (period > max_cfs_quota_period)
7914                 return -EINVAL;
7915
7916         /*
7917          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
7918          */
7919         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
7920                 return -EINVAL;
7921
7922         /*
7923          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7924          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7925          */
7926         get_online_cpus();
7927         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7928         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7929         if (ret)
7930                 goto out_unlock;
7931
7932         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7933         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7934         /*
7935          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7936          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7937          */
7938         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7939                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7940         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7941         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7942         cfs_b->quota = quota;
7943
7944         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7945
7946         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7947         if (runtime_enabled)
7948                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7949
7950         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7951
7952         for_each_online_cpu(i) {
7953                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7954                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7955                 struct rq_flags rf;
7956
7957                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7958                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7959                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7960
7961                 if (cfs_rq->throttled)
7962                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7963                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7964         }
7965         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7966                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7967 out_unlock:
7968         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7969         put_online_cpus();
7970
7971         return ret;
7972 }
7973
7974 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7975 {
7976         u64 quota, period;
7977
7978         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7979         if (cfs_quota_us < 0)
7980                 quota = RUNTIME_INF;
7981         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7982                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7983         else
7984                 return -EINVAL;
7985
7986         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7987 }
7988
7989 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7990 {
7991         u64 quota_us;
7992
7993         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7994                 return -1;
7995
7996         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7997         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7998
7999         return quota_us;
8000 }
8001
8002 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8003 {
8004         u64 quota, period;
8005
8006         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
8007                 return -EINVAL;
8008
8009         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8010         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8011
8012         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8013 }
8014
8015 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8016 {
8017         u64 cfs_period_us;
8018
8019         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8020         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8021
8022         return cfs_period_us;
8023 }
8024
8025 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8026                                   struct cftype *cft)
8027 {
8028         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8029 }
8030
8031 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8032                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8033 {
8034         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8035 }
8036
8037 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8038                                    struct cftype *cft)
8039 {
8040         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8041 }
8042
8043 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8044                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8045 {
8046         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8047 }
8048
8049 struct cfs_schedulable_data {
8050         struct task_group *tg;
8051         u64 period, quota;
8052 };
8053
8054 /*
8055  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8056  * note: units are usecs
8057  */
8058 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8059                                struct cfs_schedulable_data *d)
8060 {
8061         u64 quota, period;
8062
8063         if (tg == d->tg) {
8064                 period = d->period;
8065                 quota = d->quota;
8066         } else {
8067                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8068                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8069         }
8070
8071         /* note: these should typically be equivalent */
8072         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8073                 return RUNTIME_INF;
8074
8075         return to_ratio(period, quota);
8076 }
8077
8078 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8079 {
8080         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8081         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8082         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8083
8084         if (!tg->parent) {
8085                 quota = RUNTIME_INF;
8086         } else {
8087                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8088
8089                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8090                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8091
8092                 /*
8093                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
8094                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
8095                  * limit is set:
8096                  */
8097                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
8098                         quota = min(quota, parent_quota);
8099                 } else {
8100                         if (quota == RUNTIME_INF)
8101                                 quota = parent_quota;
8102                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8103                                 return -EINVAL;
8104                 }
8105         }
8106         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8107
8108         return 0;
8109 }
8110
8111 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8112 {
8113         int ret;
8114         struct cfs_schedulable_data data = {
8115                 .tg = tg,
8116                 .period = period,
8117                 .quota = quota,
8118         };
8119
8120         if (quota != RUNTIME_INF) {
8121                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8122                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8123         }
8124
8125         rcu_read_lock();
8126         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8127         rcu_read_unlock();
8128
8129         return ret;
8130 }
8131
8132 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
8133 {
8134         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8135         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8136
8137         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8138         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8139         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8140
8141         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
8142                 u64 ws = 0;
8143                 int i;
8144
8145                 for_each_possible_cpu(i)
8146                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
8147
8148                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
8149         }
8150
8151         return 0;
8152 }
8153 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8154 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8155
8156 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8157 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8158                                 struct cftype *cft, s64 val)
8159 {
8160         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8161 }
8162
8163 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8164                                struct cftype *cft)
8165 {
8166         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8167 }
8168
8169 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8170                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8171 {
8172         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8173 }
8174
8175 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8176                                    struct cftype *cft)
8177 {
8178         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8179 }
8180 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8181
8182 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
8183 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8184         {
8185                 .name = "shares",
8186                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8187                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8188         },
8189 #endif
8190 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8191         {
8192                 .name = "cfs_quota_us",
8193                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8194                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8195         },
8196         {
8197                 .name = "cfs_period_us",
8198                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8199                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8200         },
8201         {
8202                 .name = "stat",
8203                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
8204         },
8205 #endif
8206 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8207         {
8208                 .name = "rt_runtime_us",
8209                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8210                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8211         },
8212         {
8213                 .name = "rt_period_us",
8214                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8215                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8216         },
8217 #endif
8218 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8219         {
8220                 .name = "uclamp.min",
8221                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8222                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
8223                 .write = cpu_uclamp_min_write,
8224         },
8225         {
8226                 .name = "uclamp.max",
8227                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8228                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
8229                 .write = cpu_uclamp_max_write,
8230         },
8231 #endif
8232         { }     /* Terminate */
8233 };
8234
8235 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
8236                                struct cgroup_subsys_state *css)
8237 {
8238 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8239         {
8240                 struct task_group *tg = css_tg(css);
8241                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8242                 u64 throttled_usec;
8243
8244                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
8245                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
8246
8247                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
8248                            "nr_throttled %d\n"
8249                            "throttled_usec %llu\n",
8250                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
8251                            throttled_usec);
8252         }
8253 #endif
8254         return 0;
8255 }
8256
8257 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8258 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8259                                struct cftype *cft)
8260 {
8261         struct task_group *tg = css_tg(css);
8262         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
8263
8264         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
8265 }
8266
8267 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8268                                 struct cftype *cft, u64 weight)
8269 {
8270         /*
8271          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
8272          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
8273          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
8274          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
8275          * the original value over the entire range.
8276          */
8277         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
8278                 return -ERANGE;
8279
8280         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
8281
8282         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
8283 }
8284
8285 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8286                                     struct cftype *cft)
8287 {
8288         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
8289         int last_delta = INT_MAX;
8290         int prio, delta;
8291
8292         /* find the closest nice value to the current weight */
8293         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
8294                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
8295                 if (delta >= last_delta)
8296                         break;
8297                 last_delta = delta;
8298         }
8299
8300         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
8301 }
8302
8303 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8304                                      struct cftype *cft, s64 nice)
8305 {
8306         unsigned long weight;
8307         int idx;
8308
8309         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
8310                 return -ERANGE;
8311
8312         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
8313         idx = array_index_nospec(idx, 40);
8314         weight = sched_prio_to_weight[idx];
8315
8316         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
8317 }
8318 #endif
8319
8320 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
8321                                                   long period, long quota)
8322 {
8323         if (quota < 0)
8324                 seq_puts(sf, "max");
8325         else
8326                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
8327
8328         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
8329 }
8330
8331 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
8332 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
8333                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
8334 {
8335         char tok[21];   /* U64_MAX */
8336
8337         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
8338                 return -EINVAL;
8339
8340         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
8341
8342         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
8343                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
8344         else if (!strcmp(tok, "max"))
8345                 *quotap = RUNTIME_INF;
8346         else
8347                 return -EINVAL;
8348
8349         return 0;
8350 }
8351
8352 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8353 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
8354 {
8355         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8356
8357         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
8358         return 0;
8359 }
8360
8361 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8362                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8363 {
8364         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
8365         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
8366         u64 quota;
8367         int ret;
8368
8369         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
8370         if (!ret)
8371                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8372         return ret ?: nbytes;
8373 }
8374 #endif
8375
8376 static struct cftype cpu_files[] = {
8377 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8378         {
8379                 .name = "weight",
8380                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8381                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
8382                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
8383         },
8384         {
8385                 .name = "weight.nice",
8386                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8387                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
8388                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
8389         },
8390 #endif
8391 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8392         {
8393                 .name = "max",
8394                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8395                 .seq_show = cpu_max_show,
8396                 .write = cpu_max_write,
8397         },
8398 #endif
8399 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8400         {
8401                 .name = "uclamp.min",
8402                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8403                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
8404                 .write = cpu_uclamp_min_write,
8405         },
8406         {
8407                 .name = "uclamp.max",
8408                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8409                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
8410                 .write = cpu_uclamp_max_write,
8411         },
8412 #endif
8413         { }     /* terminate */
8414 };
8415
8416 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8417         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8418         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8419         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8420         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8421         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
8422         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8423         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8424         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8425         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
8426         .dfl_cftypes    = cpu_files,
8427         .early_init     = true,
8428         .threaded       = true,
8429 };
8430
8431 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8432
8433 void dump_cpu_task(int cpu)
8434 {
8435         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8436         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8437 }
8438
8439 /*
8440  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8441  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8442  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8443  * that remained on nice 0.
8444  *
8445  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8446  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8447  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8448  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8449  * the relative distance between them is ~25%.)
8450  */
8451 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8452  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8453  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8454  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8455  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8456  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8457  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8458  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8459  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8460 };
8461
8462 /*
8463  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8464  *
8465  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8466  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8467  * into multiplications:
8468  */
8469 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8470  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8471  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8472  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8473  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8474  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8475  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8476  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8477  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8478 };
8479
8480 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
8481 {
8482         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
8483 }