e15543cb8481284534d7d011af95beb391f204d8
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #include "sched.h"
10
11 #include <linux/nospec.h>
12
13 #include <linux/kcov.h>
14 #include <linux/scs.h>
15
16 #include <asm/switch_to.h>
17 #include <asm/tlb.h>
18
19 #include "../workqueue_internal.h"
20 #include "../../fs/io-wq.h"
21 #include "../smpboot.h"
22
23 #include "pelt.h"
24 #include "smp.h"
25
26 #define CREATE_TRACE_POINTS
27 #include <trace/events/sched.h>
28
29 /*
30  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
31  * associated with them) to allow external modules to probe them.
32  */
33 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
39
40 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
41
42 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
43 /*
44  * Debugging: various feature bits
45  *
46  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
47  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
48  * at compile time and compiler optimization based on features default.
49  */
50 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
51         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
52 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
53 #include "features.h"
54         0;
55 #undef SCHED_FEAT
56 #endif
57
58 /*
59  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
60  * Limited because this is done with IRQs disabled.
61  */
62 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
63
64 /*
65  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
66  * default: 1s
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
69
70 __read_mostly int scheduler_running;
71
72 /*
73  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
74  * default: 0.95s
75  */
76 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
77
78 /*
79  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
80  */
81 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
82         __acquires(rq->lock)
83 {
84         struct rq *rq;
85
86         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
87
88         for (;;) {
89                 rq = task_rq(p);
90                 raw_spin_lock(&rq->lock);
91                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
92                         rq_pin_lock(rq, rf);
93                         return rq;
94                 }
95                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
96
97                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
98                         cpu_relax();
99         }
100 }
101
102 /*
103  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
104  */
105 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
106         __acquires(p->pi_lock)
107         __acquires(rq->lock)
108 {
109         struct rq *rq;
110
111         for (;;) {
112                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
113                 rq = task_rq(p);
114                 raw_spin_lock(&rq->lock);
115                 /*
116                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
117                  *
118                  *      ACQUIRE (rq->lock)
119                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
120                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
121                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
122                  *                                      [L] ->on_rq
123                  *      RELEASE (rq->lock)
124                  *
125                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
126                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
127                  *
128                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
129                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
130                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
131                  */
132                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
133                         rq_pin_lock(rq, rf);
134                         return rq;
135                 }
136                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
137                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
138
139                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
140                         cpu_relax();
141         }
142 }
143
144 /*
145  * RQ-clock updating methods:
146  */
147
148 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
149 {
150 /*
151  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
152  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
153  */
154         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
155
156 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
157         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
158
159         /*
160          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
161          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
162          * {soft,}irq region.
163          *
164          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
165          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
166          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
167          * monotonic.
168          *
169          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
170          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
171          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
172          * atomic ops.
173          */
174         if (irq_delta > delta)
175                 irq_delta = delta;
176
177         rq->prev_irq_time += irq_delta;
178         delta -= irq_delta;
179 #endif
180 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
181         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
182                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
183                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
184
185                 if (unlikely(steal > delta))
186                         steal = delta;
187
188                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
189                 delta -= steal;
190         }
191 #endif
192
193         rq->clock_task += delta;
194
195 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
196         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
197                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
198 #endif
199         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
200 }
201
202 void update_rq_clock(struct rq *rq)
203 {
204         s64 delta;
205
206         lockdep_assert_held(&rq->lock);
207
208         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
209                 return;
210
211 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
212         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
213                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
214         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
215 #endif
216
217         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
218         if (delta < 0)
219                 return;
220         rq->clock += delta;
221         update_rq_clock_task(rq, delta);
222 }
223
224 static inline void
225 rq_csd_init(struct rq *rq, call_single_data_t *csd, smp_call_func_t func)
226 {
227         csd->flags = 0;
228         csd->func = func;
229         csd->info = rq;
230 }
231
232 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
233 /*
234  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
235  */
236
237 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
238 {
239         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
240                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
241 }
242
243 /*
244  * High-resolution timer tick.
245  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
246  */
247 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
248 {
249         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
250         struct rq_flags rf;
251
252         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
253
254         rq_lock(rq, &rf);
255         update_rq_clock(rq);
256         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
257         rq_unlock(rq, &rf);
258
259         return HRTIMER_NORESTART;
260 }
261
262 #ifdef CONFIG_SMP
263
264 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
265 {
266         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
267
268         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
269 }
270
271 /*
272  * called from hardirq (IPI) context
273  */
274 static void __hrtick_start(void *arg)
275 {
276         struct rq *rq = arg;
277         struct rq_flags rf;
278
279         rq_lock(rq, &rf);
280         __hrtick_restart(rq);
281         rq_unlock(rq, &rf);
282 }
283
284 /*
285  * Called to set the hrtick timer state.
286  *
287  * called with rq->lock held and irqs disabled
288  */
289 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
290 {
291         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
292         ktime_t time;
293         s64 delta;
294
295         /*
296          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
297          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
298          */
299         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
300         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
301
302         hrtimer_set_expires(timer, time);
303
304         if (rq == this_rq())
305                 __hrtick_restart(rq);
306         else
307                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
308 }
309
310 #else
311 /*
312  * Called to set the hrtick timer state.
313  *
314  * called with rq->lock held and irqs disabled
315  */
316 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
317 {
318         /*
319          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
320          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
321          */
322         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
323         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
324                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
325 }
326
327 #endif /* CONFIG_SMP */
328
329 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
330 {
331 #ifdef CONFIG_SMP
332         rq_csd_init(rq, &rq->hrtick_csd, __hrtick_start);
333 #endif
334         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
335         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
336 }
337 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
338 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
339 {
340 }
341
342 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
343 {
344 }
345 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
346
347 /*
348  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
349  */
350 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
351         ({                                                              \
352                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
353                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
354                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
355                                                                         \
356                 for (;;) {                                              \
357                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
358                         if (_old == _val)                               \
359                                 break;                                  \
360                         _val = _old;                                    \
361                 }                                                       \
362         _old;                                                           \
363 })
364
365 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
366 /*
367  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
368  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
369  * spurious IPIs.
370  */
371 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
372 {
373         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
374         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
375 }
376
377 /*
378  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
379  *
380  * If this returns true, then the idle task promises to call
381  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
382  */
383 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
384 {
385         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
386         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
387
388         for (;;) {
389                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
390                         return false;
391                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
392                         return true;
393                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
394                 if (old == val)
395                         break;
396                 val = old;
397         }
398         return true;
399 }
400
401 #else
402 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
403 {
404         set_tsk_need_resched(p);
405         return true;
406 }
407
408 #ifdef CONFIG_SMP
409 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
410 {
411         return false;
412 }
413 #endif
414 #endif
415
416 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
417 {
418         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
419
420         /*
421          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
422          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
423          * wakeup due to that.
424          *
425          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
426          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
427          */
428         smp_mb__before_atomic();
429         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
430                 return false;
431
432         /*
433          * The head is context local, there can be no concurrency.
434          */
435         *head->lastp = node;
436         head->lastp = &node->next;
437         return true;
438 }
439
440 /**
441  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
442  * @head: the wake_q_head to add @task to
443  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
444  *
445  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
446  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
447  * instantly.
448  *
449  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
450  * must be ready to be woken at this location.
451  */
452 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
453 {
454         if (__wake_q_add(head, task))
455                 get_task_struct(task);
456 }
457
458 /**
459  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
460  * @head: the wake_q_head to add @task to
461  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
462  *
463  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
464  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
465  * instantly.
466  *
467  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
468  * must be ready to be woken at this location.
469  *
470  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
471  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
472  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
473  * queued for wakeup.
474  */
475 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
476 {
477         if (!__wake_q_add(head, task))
478                 put_task_struct(task);
479 }
480
481 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
482 {
483         struct wake_q_node *node = head->first;
484
485         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
486                 struct task_struct *task;
487
488                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
489                 BUG_ON(!task);
490                 /* Task can safely be re-inserted now: */
491                 node = node->next;
492                 task->wake_q.next = NULL;
493
494                 /*
495                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
496                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
497                  */
498                 wake_up_process(task);
499                 put_task_struct(task);
500         }
501 }
502
503 /*
504  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
505  *
506  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
507  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
508  * the target CPU.
509  */
510 void resched_curr(struct rq *rq)
511 {
512         struct task_struct *curr = rq->curr;
513         int cpu;
514
515         lockdep_assert_held(&rq->lock);
516
517         if (test_tsk_need_resched(curr))
518                 return;
519
520         cpu = cpu_of(rq);
521
522         if (cpu == smp_processor_id()) {
523                 set_tsk_need_resched(curr);
524                 set_preempt_need_resched();
525                 return;
526         }
527
528         if (set_nr_and_not_polling(curr))
529                 smp_send_reschedule(cpu);
530         else
531                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
532 }
533
534 void resched_cpu(int cpu)
535 {
536         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
537         unsigned long flags;
538
539         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
540         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
541                 resched_curr(rq);
542         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
543 }
544
545 #ifdef CONFIG_SMP
546 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
547 /*
548  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
549  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
550  *
551  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
552  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
553  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
554  */
555 int get_nohz_timer_target(void)
556 {
557         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
558         struct sched_domain *sd;
559
560         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
561                 if (!idle_cpu(cpu))
562                         return cpu;
563                 default_cpu = cpu;
564         }
565
566         rcu_read_lock();
567         for_each_domain(cpu, sd) {
568                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
569                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
570                         if (cpu == i)
571                                 continue;
572
573                         if (!idle_cpu(i)) {
574                                 cpu = i;
575                                 goto unlock;
576                         }
577                 }
578         }
579
580         if (default_cpu == -1)
581                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
582         cpu = default_cpu;
583 unlock:
584         rcu_read_unlock();
585         return cpu;
586 }
587
588 /*
589  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
590  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
591  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
592  * idle system the next event might even be infinite time into the
593  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
594  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
595  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
596  * wheel for the next timer event.
597  */
598 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
599 {
600         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
601
602         if (cpu == smp_processor_id())
603                 return;
604
605         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
606                 smp_send_reschedule(cpu);
607         else
608                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
609 }
610
611 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
612 {
613         /*
614          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
615          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
616          * If needed we can still optimize that later with an
617          * empty IRQ.
618          */
619         if (cpu_is_offline(cpu))
620                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
621         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
622                 if (cpu != smp_processor_id() ||
623                     tick_nohz_tick_stopped())
624                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
625                 return true;
626         }
627
628         return false;
629 }
630
631 /*
632  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
633  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
634  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
635  */
636 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
637 {
638         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
639                 wake_up_idle_cpu(cpu);
640 }
641
642 static void nohz_csd_func(void *info)
643 {
644         struct rq *rq = info;
645         int cpu = cpu_of(rq);
646         unsigned int flags;
647
648         /*
649          * Release the rq::nohz_csd.
650          */
651         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
652         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
653
654         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
655         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
656                 rq->nohz_idle_balance = flags;
657                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
658         }
659 }
660
661 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
662
663 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
664 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
665 {
666         int fifo_nr_running;
667
668         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
669         if (rq->dl.dl_nr_running)
670                 return false;
671
672         /*
673          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
674          * actual RR behaviour.
675          */
676         if (rq->rt.rr_nr_running) {
677                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
678                         return true;
679                 else
680                         return false;
681         }
682
683         /*
684          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
685          * forced preemption between FIFO tasks.
686          */
687         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
688         if (fifo_nr_running)
689                 return true;
690
691         /*
692          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
693          * if there's more than one we need the tick for involuntary
694          * preemption.
695          */
696         if (rq->nr_running > 1)
697                 return false;
698
699         return true;
700 }
701 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
702 #endif /* CONFIG_SMP */
703
704 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
705                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
706 /*
707  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
708  * node and @up when leaving it for the final time.
709  *
710  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
711  */
712 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
713                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
714 {
715         struct task_group *parent, *child;
716         int ret;
717
718         parent = from;
719
720 down:
721         ret = (*down)(parent, data);
722         if (ret)
723                 goto out;
724         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
725                 parent = child;
726                 goto down;
727
728 up:
729                 continue;
730         }
731         ret = (*up)(parent, data);
732         if (ret || parent == from)
733                 goto out;
734
735         child = parent;
736         parent = parent->parent;
737         if (parent)
738                 goto up;
739 out:
740         return ret;
741 }
742
743 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
744 {
745         return 0;
746 }
747 #endif
748
749 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
750 {
751         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
752         struct load_weight *load = &p->se.load;
753
754         /*
755          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
756          */
757         if (task_has_idle_policy(p)) {
758                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
759                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
760                 return;
761         }
762
763         /*
764          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
765          * weight
766          */
767         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
768                 reweight_task(p, prio);
769         } else {
770                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
771                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
772         }
773 }
774
775 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
776 /*
777  * Serializes updates of utilization clamp values
778  *
779  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
780  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
781  * support enqueue/dequeue operations.
782  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
783  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
784  * updates or API abuses.
785  */
786 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
787
788 /* Max allowed minimum utilization */
789 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
790
791 /* Max allowed maximum utilization */
792 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
793
794 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
795 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
796
797 /* Integer rounded range for each bucket */
798 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
799
800 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
801         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
802
803 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
804 {
805         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
806 }
807
808 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
809 {
810         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
811 }
812
813 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
814 {
815         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
816                 return 0;
817         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
818 }
819
820 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
821                                  unsigned int value, bool user_defined)
822 {
823         uc_se->value = value;
824         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
825         uc_se->user_defined = user_defined;
826 }
827
828 static inline unsigned int
829 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
830                   unsigned int clamp_value)
831 {
832         /*
833          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
834          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
835          * max-clamp.
836          */
837         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
838                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
839                 return clamp_value;
840         }
841
842         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
843 }
844
845 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
846                                      unsigned int clamp_value)
847 {
848         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
849         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
850                 return;
851
852         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
853 }
854
855 static inline
856 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
857                                    unsigned int clamp_value)
858 {
859         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
860         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
861
862         /*
863          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
864          * top most bucket with tasks in.
865          */
866         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
867                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
868                         continue;
869                 return bucket[bucket_id].value;
870         }
871
872         /* No tasks -- default clamp values */
873         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
874 }
875
876 static inline struct uclamp_se
877 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
878 {
879         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
880 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
881         struct uclamp_se uc_max;
882
883         /*
884          * Tasks in autogroups or root task group will be
885          * restricted by system defaults.
886          */
887         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
888                 return uc_req;
889         if (task_group(p) == &root_task_group)
890                 return uc_req;
891
892         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
893         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
894                 return uc_max;
895 #endif
896
897         return uc_req;
898 }
899
900 /*
901  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
902  * priority:
903  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
904  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
905  *   group or in an autogroup
906  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
907  */
908 static inline struct uclamp_se
909 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
910 {
911         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
912         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
913
914         /* System default restrictions always apply */
915         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
916                 return uc_max;
917
918         return uc_req;
919 }
920
921 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
922 {
923         struct uclamp_se uc_eff;
924
925         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
926         if (p->uclamp[clamp_id].active)
927                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
928
929         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
930
931         return (unsigned long)uc_eff.value;
932 }
933
934 /*
935  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
936  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
937  * updates the rq's clamp value if required.
938  *
939  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
940  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
941  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
942  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
943  */
944 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
945                                     enum uclamp_id clamp_id)
946 {
947         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
948         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
949         struct uclamp_bucket *bucket;
950
951         lockdep_assert_held(&rq->lock);
952
953         /* Update task effective clamp */
954         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
955
956         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
957         bucket->tasks++;
958         uc_se->active = true;
959
960         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
961
962         /*
963          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
964          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
965          */
966         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
967                 bucket->value = uc_se->value;
968
969         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
970                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
971 }
972
973 /*
974  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
975  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
976  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
977  *
978  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
979  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
980  * enforce the expected state and warn.
981  */
982 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
983                                     enum uclamp_id clamp_id)
984 {
985         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
986         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
987         struct uclamp_bucket *bucket;
988         unsigned int bkt_clamp;
989         unsigned int rq_clamp;
990
991         lockdep_assert_held(&rq->lock);
992
993         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
994         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
995         if (likely(bucket->tasks))
996                 bucket->tasks--;
997         uc_se->active = false;
998
999         /*
1000          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1001          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1002          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1003          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1004          */
1005         if (likely(bucket->tasks))
1006                 return;
1007
1008         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1009         /*
1010          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1011          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1012          */
1013         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1014         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1015                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1016                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1017         }
1018 }
1019
1020 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1021 {
1022         enum uclamp_id clamp_id;
1023
1024         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1025                 return;
1026
1027         for_each_clamp_id(clamp_id)
1028                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1029
1030         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1031         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1032                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1033 }
1034
1035 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1036 {
1037         enum uclamp_id clamp_id;
1038
1039         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1040                 return;
1041
1042         for_each_clamp_id(clamp_id)
1043                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1044 }
1045
1046 static inline void
1047 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1048 {
1049         struct rq_flags rf;
1050         struct rq *rq;
1051
1052         /*
1053          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1054          *
1055          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1056          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1057          * enqueues, dequeues and migration operations.
1058          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1059          */
1060         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1061
1062         /*
1063          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1064          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1065          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1066          * it will already see the updated clamp bucket value.
1067          */
1068         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1069                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1070                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1071         }
1072
1073         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1074 }
1075
1076 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1077 static inline void
1078 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1079                            unsigned int clamps)
1080 {
1081         enum uclamp_id clamp_id;
1082         struct css_task_iter it;
1083         struct task_struct *p;
1084
1085         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1086         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1087                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1088                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1089                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1090                 }
1091         }
1092         css_task_iter_end(&it);
1093 }
1094
1095 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1096 static void uclamp_update_root_tg(void)
1097 {
1098         struct task_group *tg = &root_task_group;
1099
1100         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1101                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1102         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1103                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1104
1105         rcu_read_lock();
1106         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1107         rcu_read_unlock();
1108 }
1109 #else
1110 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1111 #endif
1112
1113 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1114                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1115 {
1116         bool update_root_tg = false;
1117         int old_min, old_max;
1118         int result;
1119
1120         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1121         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1122         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1123
1124         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1125         if (result)
1126                 goto undo;
1127         if (!write)
1128                 goto done;
1129
1130         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1131             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1132                 result = -EINVAL;
1133                 goto undo;
1134         }
1135
1136         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1137                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1138                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1139                 update_root_tg = true;
1140         }
1141         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1142                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1143                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1144                 update_root_tg = true;
1145         }
1146
1147         if (update_root_tg)
1148                 uclamp_update_root_tg();
1149
1150         /*
1151          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1152          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1153          * task enqueue time.
1154          */
1155
1156         goto done;
1157
1158 undo:
1159         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1160         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1161 done:
1162         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1163
1164         return result;
1165 }
1166
1167 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1168                            const struct sched_attr *attr)
1169 {
1170         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1171         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1172
1173         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1174                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1175         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1176                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1177
1178         if (lower_bound > upper_bound)
1179                 return -EINVAL;
1180         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1181                 return -EINVAL;
1182
1183         return 0;
1184 }
1185
1186 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1187                                   const struct sched_attr *attr)
1188 {
1189         enum uclamp_id clamp_id;
1190
1191         /*
1192          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1193          * without a task-specific value.
1194          */
1195         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1196                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1197                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1198
1199                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1200                 if (uc_se->user_defined)
1201                         continue;
1202
1203                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1204                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1205                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1206
1207                 uclamp_se_set(uc_se, clamp_value, false);
1208         }
1209
1210         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1211                 return;
1212
1213         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1214                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1215                               attr->sched_util_min, true);
1216         }
1217
1218         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1219                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1220                               attr->sched_util_max, true);
1221         }
1222 }
1223
1224 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1225 {
1226         enum uclamp_id clamp_id;
1227
1228         for_each_clamp_id(clamp_id)
1229                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1230
1231         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1232                 return;
1233
1234         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1235                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1236                               uclamp_none(clamp_id), false);
1237         }
1238 }
1239
1240 static void __init init_uclamp(void)
1241 {
1242         struct uclamp_se uc_max = {};
1243         enum uclamp_id clamp_id;
1244         int cpu;
1245
1246         mutex_init(&uclamp_mutex);
1247
1248         for_each_possible_cpu(cpu) {
1249                 memset(&cpu_rq(cpu)->uclamp, 0,
1250                                 sizeof(struct uclamp_rq)*UCLAMP_CNT);
1251                 cpu_rq(cpu)->uclamp_flags = 0;
1252         }
1253
1254         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1255                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1256                               uclamp_none(clamp_id), false);
1257         }
1258
1259         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1260         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1261         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1262                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1263 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1264                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1265                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1266 #endif
1267         }
1268 }
1269
1270 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1271 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1272 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1273 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1274                                   const struct sched_attr *attr)
1275 {
1276         return -EOPNOTSUPP;
1277 }
1278 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1279                                   const struct sched_attr *attr) { }
1280 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1281 static inline void init_uclamp(void) { }
1282 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1283
1284 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1285 {
1286         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1287                 update_rq_clock(rq);
1288
1289         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1290                 sched_info_queued(rq, p);
1291                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1292         }
1293
1294         uclamp_rq_inc(rq, p);
1295         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1296 }
1297
1298 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1299 {
1300         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1301                 update_rq_clock(rq);
1302
1303         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1304                 sched_info_dequeued(rq, p);
1305                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1306         }
1307
1308         uclamp_rq_dec(rq, p);
1309         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1310 }
1311
1312 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1313 {
1314         enqueue_task(rq, p, flags);
1315
1316         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1317 }
1318
1319 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1320 {
1321         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1322
1323         dequeue_task(rq, p, flags);
1324 }
1325
1326 /*
1327  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1328  */
1329 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1330 {
1331         return p->static_prio;
1332 }
1333
1334 /*
1335  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1336  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1337  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1338  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1339  * estimator recalculates.
1340  */
1341 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1342 {
1343         int prio;
1344
1345         if (task_has_dl_policy(p))
1346                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1347         else if (task_has_rt_policy(p))
1348                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1349         else
1350                 prio = __normal_prio(p);
1351         return prio;
1352 }
1353
1354 /*
1355  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1356  * taken into account by the scheduler. This value might
1357  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1358  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1359  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1360  */
1361 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1362 {
1363         p->normal_prio = normal_prio(p);
1364         /*
1365          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1366          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1367          * to the normal priority:
1368          */
1369         if (!rt_prio(p->prio))
1370                 return p->normal_prio;
1371         return p->prio;
1372 }
1373
1374 /**
1375  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1376  * @p: the task in question.
1377  *
1378  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1379  */
1380 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1381 {
1382         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1387  * use the balance_callback list if you want balancing.
1388  *
1389  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1390  * balance_callback().
1391  */
1392 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1393                                        const struct sched_class *prev_class,
1394                                        int oldprio)
1395 {
1396         if (prev_class != p->sched_class) {
1397                 if (prev_class->switched_from)
1398                         prev_class->switched_from(rq, p);
1399
1400                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1401         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1402                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1403 }
1404
1405 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1406 {
1407         const struct sched_class *class;
1408
1409         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1410                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1411         } else {
1412                 for_each_class(class) {
1413                         if (class == rq->curr->sched_class)
1414                                 break;
1415                         if (class == p->sched_class) {
1416                                 resched_curr(rq);
1417                                 break;
1418                         }
1419                 }
1420         }
1421
1422         /*
1423          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1424          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1425          */
1426         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1427                 rq_clock_skip_update(rq);
1428 }
1429
1430 #ifdef CONFIG_SMP
1431
1432 /*
1433  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1434  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1435  */
1436 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1437 {
1438         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1439                 return false;
1440
1441         if (is_per_cpu_kthread(p))
1442                 return cpu_online(cpu);
1443
1444         return cpu_active(cpu);
1445 }
1446
1447 /*
1448  * This is how migration works:
1449  *
1450  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1451  *    stop_one_cpu().
1452  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1453  *    off the CPU)
1454  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1455  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1456  *    it and puts it into the right queue.
1457  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1458  *    is done.
1459  */
1460
1461 /*
1462  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1463  *
1464  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1465  */
1466 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1467                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1468 {
1469         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1470
1471         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1472         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1473         set_task_cpu(p, new_cpu);
1474         rq_unlock(rq, rf);
1475
1476         rq = cpu_rq(new_cpu);
1477
1478         rq_lock(rq, rf);
1479         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1480         enqueue_task(rq, p, 0);
1481         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1482         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1483
1484         return rq;
1485 }
1486
1487 struct migration_arg {
1488         struct task_struct *task;
1489         int dest_cpu;
1490 };
1491
1492 /*
1493  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1494  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1495  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1496  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1497  *
1498  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1499  * as the task is no longer on this CPU.
1500  */
1501 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1502                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1503 {
1504         /* Affinity changed (again). */
1505         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1506                 return rq;
1507
1508         update_rq_clock(rq);
1509         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1510
1511         return rq;
1512 }
1513
1514 /*
1515  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1516  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1517  * 'pushing' onto another runqueue.
1518  */
1519 static int migration_cpu_stop(void *data)
1520 {
1521         struct migration_arg *arg = data;
1522         struct task_struct *p = arg->task;
1523         struct rq *rq = this_rq();
1524         struct rq_flags rf;
1525
1526         /*
1527          * The original target CPU might have gone down and we might
1528          * be on another CPU but it doesn't matter.
1529          */
1530         local_irq_disable();
1531         /*
1532          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1533          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1534          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1535          */
1536         flush_smp_call_function_from_idle();
1537
1538         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1539         rq_lock(rq, &rf);
1540         /*
1541          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1542          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1543          * we're holding p->pi_lock.
1544          */
1545         if (task_rq(p) == rq) {
1546                 if (task_on_rq_queued(p))
1547                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1548                 else
1549                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1550         }
1551         rq_unlock(rq, &rf);
1552         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1553
1554         local_irq_enable();
1555         return 0;
1556 }
1557
1558 /*
1559  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1560  * actually call this function.
1561  */
1562 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1563 {
1564         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1565         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1566 }
1567
1568 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1569 {
1570         struct rq *rq = task_rq(p);
1571         bool queued, running;
1572
1573         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1574
1575         queued = task_on_rq_queued(p);
1576         running = task_current(rq, p);
1577
1578         if (queued) {
1579                 /*
1580                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1581                  * holding rq->lock.
1582                  */
1583                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1584                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1585         }
1586         if (running)
1587                 put_prev_task(rq, p);
1588
1589         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1590
1591         if (queued)
1592                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1593         if (running)
1594                 set_next_task(rq, p);
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1599  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1600  * is removed from the allowed bitmask.
1601  *
1602  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1603  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1604  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1605  */
1606 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1607                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1608 {
1609         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1610         unsigned int dest_cpu;
1611         struct rq_flags rf;
1612         struct rq *rq;
1613         int ret = 0;
1614
1615         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1616         update_rq_clock(rq);
1617
1618         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1619                 /*
1620                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1621                  */
1622                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1623         }
1624
1625         /*
1626          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1627          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1628          */
1629         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1630                 ret = -EINVAL;
1631                 goto out;
1632         }
1633
1634         if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
1635                 goto out;
1636
1637         /*
1638          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
1639          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
1640          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
1641          */
1642         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
1643         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1644                 ret = -EINVAL;
1645                 goto out;
1646         }
1647
1648         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1649
1650         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1651                 /*
1652                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1653                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1654                  */
1655                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1656                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1657                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1658         }
1659
1660         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1661         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1662                 goto out;
1663
1664         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1665                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1666                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1667                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1668                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1669                 return 0;
1670         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1671                 /*
1672                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1673                  * afterwards anyway.
1674                  */
1675                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1676         }
1677 out:
1678         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1679
1680         return ret;
1681 }
1682
1683 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1684 {
1685         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1686 }
1687 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1688
1689 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1690 {
1691 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1692         /*
1693          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1694          * ttwu() will sort out the placement.
1695          */
1696         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1697                         !p->on_rq);
1698
1699         /*
1700          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1701          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1702          * time relying on p->on_rq.
1703          */
1704         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1705                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1706                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1707
1708 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1709         /*
1710          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1711          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1712          *
1713          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1714          * see task_group().
1715          *
1716          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1717          * task_rq_lock().
1718          */
1719         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1720                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1721 #endif
1722         /*
1723          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1724          */
1725         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1726 #endif
1727
1728         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1729
1730         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1731                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1732                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1733                 p->se.nr_migrations++;
1734                 rseq_migrate(p);
1735                 perf_event_task_migrate(p);
1736         }
1737
1738         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1739 }
1740
1741 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1742 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1743 {
1744         if (task_on_rq_queued(p)) {
1745                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1746                 struct rq_flags srf, drf;
1747
1748                 src_rq = task_rq(p);
1749                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1750
1751                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1752                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1753
1754                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1755                 set_task_cpu(p, cpu);
1756                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1757                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1758
1759                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1760                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1761
1762         } else {
1763                 /*
1764                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1765                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1766                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1767                  */
1768                 p->wake_cpu = cpu;
1769         }
1770 }
1771
1772 struct migration_swap_arg {
1773         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1774         int src_cpu, dst_cpu;
1775 };
1776
1777 static int migrate_swap_stop(void *data)
1778 {
1779         struct migration_swap_arg *arg = data;
1780         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1781         int ret = -EAGAIN;
1782
1783         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1784                 return -EAGAIN;
1785
1786         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1787         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1788
1789         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1790                         &arg->dst_task->pi_lock);
1791         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1792
1793         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1794                 goto unlock;
1795
1796         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1797                 goto unlock;
1798
1799         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1800                 goto unlock;
1801
1802         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1803                 goto unlock;
1804
1805         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1806         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1807
1808         ret = 0;
1809
1810 unlock:
1811         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1812         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1813         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1814
1815         return ret;
1816 }
1817
1818 /*
1819  * Cross migrate two tasks
1820  */
1821 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1822                 int target_cpu, int curr_cpu)
1823 {
1824         struct migration_swap_arg arg;
1825         int ret = -EINVAL;
1826
1827         arg = (struct migration_swap_arg){
1828                 .src_task = cur,
1829                 .src_cpu = curr_cpu,
1830                 .dst_task = p,
1831                 .dst_cpu = target_cpu,
1832         };
1833
1834         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1835                 goto out;
1836
1837         /*
1838          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1839          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1840          */
1841         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1842                 goto out;
1843
1844         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1845                 goto out;
1846
1847         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1848                 goto out;
1849
1850         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1851         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1852
1853 out:
1854         return ret;
1855 }
1856 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1857
1858 /*
1859  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1860  *
1861  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1862  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1863  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1864  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1865  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1866  * @p has remained unscheduled the whole time.
1867  *
1868  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1869  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1870  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1871  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1872  * waiting to become inactive.
1873  */
1874 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1875 {
1876         int running, queued;
1877         struct rq_flags rf;
1878         unsigned long ncsw;
1879         struct rq *rq;
1880
1881         for (;;) {
1882                 /*
1883                  * We do the initial early heuristics without holding
1884                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1885                  * the runqueue lock when things look like they will
1886                  * work out!
1887                  */
1888                 rq = task_rq(p);
1889
1890                 /*
1891                  * If the task is actively running on another CPU
1892                  * still, just relax and busy-wait without holding
1893                  * any locks.
1894                  *
1895                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1896                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1897                  * But we don't care, since "task_running()" will
1898                  * return false if the runqueue has changed and p
1899                  * is actually now running somewhere else!
1900                  */
1901                 while (task_running(rq, p)) {
1902                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1903                                 return 0;
1904                         cpu_relax();
1905                 }
1906
1907                 /*
1908                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1909                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1910                  * just go back and repeat.
1911                  */
1912                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1913                 trace_sched_wait_task(p);
1914                 running = task_running(rq, p);
1915                 queued = task_on_rq_queued(p);
1916                 ncsw = 0;
1917                 if (!match_state || p->state == match_state)
1918                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1919                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1920
1921                 /*
1922                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1923                  */
1924                 if (unlikely(!ncsw))
1925                         break;
1926
1927                 /*
1928                  * Was it really running after all now that we
1929                  * checked with the proper locks actually held?
1930                  *
1931                  * Oops. Go back and try again..
1932                  */
1933                 if (unlikely(running)) {
1934                         cpu_relax();
1935                         continue;
1936                 }
1937
1938                 /*
1939                  * It's not enough that it's not actively running,
1940                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1941                  * preempted!
1942                  *
1943                  * So if it was still runnable (but just not actively
1944                  * running right now), it's preempted, and we should
1945                  * yield - it could be a while.
1946                  */
1947                 if (unlikely(queued)) {
1948                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1949
1950                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1951                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1952                         continue;
1953                 }
1954
1955                 /*
1956                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1957                  * runnable, which means that it will never become
1958                  * running in the future either. We're all done!
1959                  */
1960                 break;
1961         }
1962
1963         return ncsw;
1964 }
1965
1966 /***
1967  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1968  * @p: the to-be-kicked thread
1969  *
1970  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1971  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1972  *
1973  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1974  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1975  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1976  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1977  * achieved as well.
1978  */
1979 void kick_process(struct task_struct *p)
1980 {
1981         int cpu;
1982
1983         preempt_disable();
1984         cpu = task_cpu(p);
1985         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1986                 smp_send_reschedule(cpu);
1987         preempt_enable();
1988 }
1989 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1990
1991 /*
1992  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1993  *
1994  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1995  *
1996  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1997  *
1998  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
1999  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2000  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2001  *    see it.
2002  *
2003  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2004  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2005  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2006  *    off.
2007  *
2008  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2009  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2010  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2011  * to satisfy the above rules.
2012  */
2013 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2014 {
2015         int nid = cpu_to_node(cpu);
2016         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2017         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2018         int dest_cpu;
2019
2020         /*
2021          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2022          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2023          * select the CPU on the other node.
2024          */
2025         if (nid != -1) {
2026                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2027
2028                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2029                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2030                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2031                                 continue;
2032                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2033                                 return dest_cpu;
2034                 }
2035         }
2036
2037         for (;;) {
2038                 /* Any allowed, online CPU? */
2039                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2040                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2041                                 continue;
2042
2043                         goto out;
2044                 }
2045
2046                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2047                 switch (state) {
2048                 case cpuset:
2049                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2050                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2051                                 state = possible;
2052                                 break;
2053                         }
2054                         /* Fall-through */
2055                 case possible:
2056                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2057                         state = fail;
2058                         break;
2059
2060                 case fail:
2061                         BUG();
2062                         break;
2063                 }
2064         }
2065
2066 out:
2067         if (state != cpuset) {
2068                 /*
2069                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2070                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2071                  * leave kernel.
2072                  */
2073                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2074                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2075                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2076                 }
2077         }
2078
2079         return dest_cpu;
2080 }
2081
2082 /*
2083  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2084  */
2085 static inline
2086 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2087 {
2088         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2089
2090         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2091                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2092         else
2093                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2094
2095         /*
2096          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2097          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2098          * CPU.
2099          *
2100          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2101          *
2102          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2103          *   not worry about this generic constraint ]
2104          */
2105         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2106                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2107
2108         return cpu;
2109 }
2110
2111 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2112 {
2113         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2114         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2115
2116         if (stop) {
2117                 /*
2118                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2119                  * userspace knows about and won't get confused about.
2120                  *
2121                  * Also, it will make PI more or less work without too
2122                  * much confusion -- but then, stop work should not
2123                  * rely on PI working anyway.
2124                  */
2125                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2126
2127                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2128         }
2129
2130         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2131
2132         if (old_stop) {
2133                 /*
2134                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2135                  * it can die in pieces.
2136                  */
2137                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2138         }
2139 }
2140
2141 #else
2142
2143 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2144                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2145 {
2146         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2147 }
2148
2149 #endif /* CONFIG_SMP */
2150
2151 static void
2152 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2153 {
2154         struct rq *rq;
2155
2156         if (!schedstat_enabled())
2157                 return;
2158
2159         rq = this_rq();
2160
2161 #ifdef CONFIG_SMP
2162         if (cpu == rq->cpu) {
2163                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2164                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2165         } else {
2166                 struct sched_domain *sd;
2167
2168                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2169                 rcu_read_lock();
2170                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2171                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2172                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2173                                 break;
2174                         }
2175                 }
2176                 rcu_read_unlock();
2177         }
2178
2179         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2180                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2181 #endif /* CONFIG_SMP */
2182
2183         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2184         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2185
2186         if (wake_flags & WF_SYNC)
2187                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2188 }
2189
2190 /*
2191  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2192  */
2193 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2194                            struct rq_flags *rf)
2195 {
2196         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2197         p->state = TASK_RUNNING;
2198         trace_sched_wakeup(p);
2199
2200 #ifdef CONFIG_SMP
2201         if (p->sched_class->task_woken) {
2202                 /*
2203                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2204                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2205                  */
2206                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2207                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2208                 rq_repin_lock(rq, rf);
2209         }
2210
2211         if (rq->idle_stamp) {
2212                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2213                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2214
2215                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2216
2217                 if (rq->avg_idle > max)
2218                         rq->avg_idle = max;
2219
2220                 rq->idle_stamp = 0;
2221         }
2222 #endif
2223 }
2224
2225 static void
2226 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2227                  struct rq_flags *rf)
2228 {
2229         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2230
2231         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2232
2233         if (p->sched_contributes_to_load)
2234                 rq->nr_uninterruptible--;
2235
2236 #ifdef CONFIG_SMP
2237         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2238                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2239 #endif
2240
2241         activate_task(rq, p, en_flags);
2242         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2247  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2248  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2249  * the task is still ->on_rq.
2250  */
2251 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2252 {
2253         struct rq_flags rf;
2254         struct rq *rq;
2255         int ret = 0;
2256
2257         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2258         if (task_on_rq_queued(p)) {
2259                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2260                 update_rq_clock(rq);
2261                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2262                 ret = 1;
2263         }
2264         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2265
2266         return ret;
2267 }
2268
2269 #ifdef CONFIG_SMP
2270 void sched_ttwu_pending(void *arg)
2271 {
2272         struct llist_node *llist = arg;
2273         struct rq *rq = this_rq();
2274         struct task_struct *p, *t;
2275         struct rq_flags rf;
2276
2277         if (!llist)
2278                 return;
2279
2280         /*
2281          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
2282          * Races such that false-negatives are possible, since they
2283          * are shorter lived that false-positives would be.
2284          */
2285         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
2286
2287         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2288         update_rq_clock(rq);
2289
2290         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
2291                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
2292                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2293
2294                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
2295                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
2296
2297                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2298         }
2299
2300         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2301 }
2302
2303 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
2304 {
2305         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2306
2307         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2308                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
2309         else
2310                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
2315  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
2316  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
2317  * of the wakeup instead of the waker.
2318  */
2319 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2320 {
2321         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2322
2323         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2324
2325         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
2326         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
2327 }
2328
2329 void wake_up_if_idle(int cpu)
2330 {
2331         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2332         struct rq_flags rf;
2333
2334         rcu_read_lock();
2335
2336         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2337                 goto out;
2338
2339         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2340                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2341         } else {
2342                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2343                 if (is_idle_task(rq->curr))
2344                         smp_send_reschedule(cpu);
2345                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2346                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2347         }
2348
2349 out:
2350         rcu_read_unlock();
2351 }
2352
2353 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2354 {
2355         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2356 }
2357
2358 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
2359 {
2360         /*
2361          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
2362          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
2363          */
2364         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
2365                 return true;
2366
2367         /*
2368          * If the task is descheduling and the only running task on the
2369          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
2370          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
2371          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
2372          */
2373         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
2374                 return true;
2375
2376         return false;
2377 }
2378
2379 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2380 {
2381         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
2382                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
2383                         return false;
2384
2385                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2386                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
2387                 return true;
2388         }
2389
2390         return false;
2391 }
2392 #endif /* CONFIG_SMP */
2393
2394 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2395 {
2396         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2397         struct rq_flags rf;
2398
2399 #if defined(CONFIG_SMP)
2400         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
2401                 return;
2402 #endif
2403
2404         rq_lock(rq, &rf);
2405         update_rq_clock(rq);
2406         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2407         rq_unlock(rq, &rf);
2408 }
2409
2410 /*
2411  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2412  *
2413  *  MIGRATION
2414  *
2415  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2416  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2417  * execution on its new CPU [c1].
2418  *
2419  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2420  *
2421  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2422  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2423  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2424  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2425  *
2426  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2427  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2428  *
2429  * Example:
2430  *
2431  *   CPU0            CPU1            CPU2
2432  *
2433  *   LOCK rq(0)->lock
2434  *   sched-out X
2435  *   sched-in Y
2436  *   UNLOCK rq(0)->lock
2437  *
2438  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2439  *                                   dequeue X
2440  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2441  *
2442  *                                   LOCK rq(1)->lock
2443  *                                   enqueue X
2444  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2445  *
2446  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2447  *                   sched-out Z
2448  *                   sched-in X
2449  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2450  *
2451  *
2452  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2453  *
2454  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2455  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2456  * chain to provide order. Instead we do:
2457  *
2458  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2459  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2460  *
2461  * Example:
2462  *
2463  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2464  *
2465  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2466  *   dequeue X
2467  *   sched-out X
2468  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2469  *
2470  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2471  *                    X->state = WAKING
2472  *                    set_task_cpu(X,2)
2473  *
2474  *                    LOCK rq(2)->lock
2475  *                    enqueue X
2476  *                    X->state = RUNNING
2477  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2478  *
2479  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2480  *                                          sched-out Z
2481  *                                          sched-in X
2482  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2483  *
2484  *                    UNLOCK X->pi_lock
2485  *   UNLOCK rq(0)->lock
2486  *
2487  *
2488  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2489  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2490  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2491  */
2492
2493 /**
2494  * try_to_wake_up - wake up a thread
2495  * @p: the thread to be awakened
2496  * @state: the mask of task states that can be woken
2497  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2498  *
2499  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2500  *
2501  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2502  *
2503  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2504  * set_current_state().
2505  *
2506  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2507  * state; see set_current_state().
2508  *
2509  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2510  *         %false otherwise.
2511  */
2512 static int
2513 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2514 {
2515         unsigned long flags;
2516         int cpu, success = 0;
2517
2518         preempt_disable();
2519         if (p == current) {
2520                 /*
2521                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2522                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2523                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2524                  * without taking any locks.
2525                  *
2526                  * In particular:
2527                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2528                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2529                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2530                  */
2531                 if (!(p->state & state))
2532                         goto out;
2533
2534                 success = 1;
2535                 trace_sched_waking(p);
2536                 p->state = TASK_RUNNING;
2537                 trace_sched_wakeup(p);
2538                 goto out;
2539         }
2540
2541         /*
2542          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2543          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2544          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2545          * set_current_state() the waiting thread does.
2546          */
2547         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2548         smp_mb__after_spinlock();
2549         if (!(p->state & state))
2550                 goto unlock;
2551
2552         trace_sched_waking(p);
2553
2554         /* We're going to change ->state: */
2555         success = 1;
2556
2557         /*
2558          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2559          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2560          * in smp_cond_load_acquire() below.
2561          *
2562          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2563          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2564          *   UNLOCK rq->lock
2565          *
2566          * __schedule() (switch to task 'p')
2567          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2568          *   smp_mb__after_spinlock();
2569          *   UNLOCK rq->lock
2570          *
2571          * [task p]
2572          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2573          *
2574          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2575          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2576          *
2577          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
2578          */
2579         smp_rmb();
2580         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_remote(p, wake_flags))
2581                 goto unlock;
2582
2583         if (p->in_iowait) {
2584                 delayacct_blkio_end(p);
2585                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2586         }
2587
2588 #ifdef CONFIG_SMP
2589         /*
2590          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2591          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2592          *
2593          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2594          * from the runqueue.
2595          *
2596          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2597          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2598          *   UNLOCK rq->lock
2599          *
2600          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2601          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2602          *   smp_mb__after_spinlock();
2603          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2604          *
2605          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2606          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2607          *
2608          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
2609          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
2610          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
2611          */
2612         smp_acquire__after_ctrl_dep();
2613
2614         /*
2615          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
2616          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
2617          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
2618          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
2619          */
2620         p->state = TASK_WAKING;
2621
2622         /*
2623          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2624          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
2625          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
2626          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
2627          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
2628          *
2629          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
2630          *
2631          * set_task_cpu(p, cpu);
2632          *   STORE p->cpu = @cpu
2633          * __schedule() (switch to task 'p')
2634          *   LOCK rq->lock
2635          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
2636          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
2637          *
2638          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
2639          * scheduling.
2640          */
2641         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
2642             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
2643                 goto unlock;
2644
2645         /*
2646          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2647          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2648          *
2649          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2650          *
2651          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2652          * their previous state and preserve Program Order.
2653          */
2654         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2655
2656         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2657         if (task_cpu(p) != cpu) {
2658                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2659                 psi_ttwu_dequeue(p);
2660                 set_task_cpu(p, cpu);
2661         }
2662 #else
2663         cpu = task_cpu(p);
2664 #endif /* CONFIG_SMP */
2665
2666         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2667 unlock:
2668         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2669 out:
2670         if (success)
2671                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
2672         preempt_enable();
2673
2674         return success;
2675 }
2676
2677 /**
2678  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
2679  * @p: Process for which the function is to be invoked.
2680  * @func: Function to invoke.
2681  * @arg: Argument to function.
2682  *
2683  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
2684  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
2685  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
2686  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
2687  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
2688  * lightweight.
2689  *
2690  * Returns:
2691  *      @false if the task slipped out from under the locks.
2692  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
2693  *              However, @func can override this by returning @false.
2694  */
2695 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
2696 {
2697         bool ret = false;
2698         struct rq_flags rf;
2699         struct rq *rq;
2700
2701         lockdep_assert_irqs_enabled();
2702         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2703         if (p->on_rq) {
2704                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2705                 if (task_rq(p) == rq)
2706                         ret = func(p, arg);
2707                 rq_unlock(rq, &rf);
2708         } else {
2709                 switch (p->state) {
2710                 case TASK_RUNNING:
2711                 case TASK_WAKING:
2712                         break;
2713                 default:
2714                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
2715                         if (!p->on_rq)
2716                                 ret = func(p, arg);
2717                 }
2718         }
2719         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2720         return ret;
2721 }
2722
2723 /**
2724  * wake_up_process - Wake up a specific process
2725  * @p: The process to be woken up.
2726  *
2727  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2728  * processes.
2729  *
2730  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2731  *
2732  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2733  */
2734 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2735 {
2736         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2737 }
2738 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2739
2740 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2741 {
2742         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2743 }
2744
2745 /*
2746  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2747  * p is forked by current.
2748  *
2749  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2750  */
2751 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2752 {
2753         p->on_rq                        = 0;
2754
2755         p->se.on_rq                     = 0;
2756         p->se.exec_start                = 0;
2757         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2758         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2759         p->se.nr_migrations             = 0;
2760         p->se.vruntime                  = 0;
2761         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2762
2763 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2764         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2765 #endif
2766
2767 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2768         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2769         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2770 #endif
2771
2772         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2773         init_dl_task_timer(&p->dl);
2774         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2775         __dl_clear_params(p);
2776
2777         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2778         p->rt.timeout           = 0;
2779         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2780         p->rt.on_rq             = 0;
2781         p->rt.on_list           = 0;
2782
2783 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2784         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2785 #endif
2786
2787 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2788         p->capture_control = NULL;
2789 #endif
2790         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2791 #ifdef CONFIG_SMP
2792         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
2793 #endif
2794 }
2795
2796 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2797
2798 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2799
2800 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2801 {
2802         if (enabled)
2803                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2804         else
2805                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2806 }
2807
2808 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2809 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2810                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2811 {
2812         struct ctl_table t;
2813         int err;
2814         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2815
2816         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2817                 return -EPERM;
2818
2819         t = *table;
2820         t.data = &state;
2821         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2822         if (err < 0)
2823                 return err;
2824         if (write)
2825                 set_numabalancing_state(state);
2826         return err;
2827 }
2828 #endif
2829 #endif
2830
2831 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2832
2833 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2834 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2835
2836 static void set_schedstats(bool enabled)
2837 {
2838         if (enabled)
2839                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2840         else
2841                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2842 }
2843
2844 void force_schedstat_enabled(void)
2845 {
2846         if (!schedstat_enabled()) {
2847                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2848                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2849         }
2850 }
2851
2852 static int __init setup_schedstats(char *str)
2853 {
2854         int ret = 0;
2855         if (!str)
2856                 goto out;
2857
2858         /*
2859          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2860          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2861          * variable so init_schedstats() can do it later.
2862          */
2863         if (!strcmp(str, "enable")) {
2864                 __sched_schedstats = true;
2865                 ret = 1;
2866         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2867                 __sched_schedstats = false;
2868                 ret = 1;
2869         }
2870 out:
2871         if (!ret)
2872                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2873
2874         return ret;
2875 }
2876 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2877
2878 static void __init init_schedstats(void)
2879 {
2880         set_schedstats(__sched_schedstats);
2881 }
2882
2883 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2884 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
2885                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
2886 {
2887         struct ctl_table t;
2888         int err;
2889         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2890
2891         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2892                 return -EPERM;
2893
2894         t = *table;
2895         t.data = &state;
2896         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2897         if (err < 0)
2898                 return err;
2899         if (write)
2900                 set_schedstats(state);
2901         return err;
2902 }
2903 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2904 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2905 static inline void init_schedstats(void) {}
2906 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2907
2908 /*
2909  * fork()/clone()-time setup:
2910  */
2911 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2912 {
2913         unsigned long flags;
2914
2915         __sched_fork(clone_flags, p);
2916         /*
2917          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2918          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2919          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2920          */
2921         p->state = TASK_NEW;
2922
2923         /*
2924          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2925          */
2926         p->prio = current->normal_prio;
2927
2928         uclamp_fork(p);
2929
2930         /*
2931          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2932          */
2933         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2934                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2935                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2936                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2937                         p->rt_priority = 0;
2938                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2939                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2940
2941                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2942                 set_load_weight(p, false);
2943
2944                 /*
2945                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2946                  * fulfilled its duty:
2947                  */
2948                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2949         }
2950
2951         if (dl_prio(p->prio))
2952                 return -EAGAIN;
2953         else if (rt_prio(p->prio))
2954                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2955         else
2956                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2957
2958         init_entity_runnable_average(&p->se);
2959
2960         /*
2961          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2962          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2963          * is ran before sched_fork().
2964          *
2965          * Silence PROVE_RCU.
2966          */
2967         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2968         rseq_migrate(p);
2969         /*
2970          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2971          * so use __set_task_cpu().
2972          */
2973         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2974         if (p->sched_class->task_fork)
2975                 p->sched_class->task_fork(p);
2976         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2977
2978 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2979         if (likely(sched_info_on()))
2980                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2981 #endif
2982 #if defined(CONFIG_SMP)
2983         p->on_cpu = 0;
2984 #endif
2985         init_task_preempt_count(p);
2986 #ifdef CONFIG_SMP
2987         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2988         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2989 #endif
2990         return 0;
2991 }
2992
2993 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2994 {
2995         if (runtime == RUNTIME_INF)
2996                 return BW_UNIT;
2997
2998         /*
2999          * Doing this here saves a lot of checks in all
3000          * the calling paths, and returning zero seems
3001          * safe for them anyway.
3002          */
3003         if (period == 0)
3004                 return 0;
3005
3006         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
3007 }
3008
3009 /*
3010  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3011  *
3012  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3013  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3014  * on the runqueue and wakes it.
3015  */
3016 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3017 {
3018         struct rq_flags rf;
3019         struct rq *rq;
3020
3021         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3022         p->state = TASK_RUNNING;
3023 #ifdef CONFIG_SMP
3024         /*
3025          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3026          *  - cpus_ptr can change in the fork path
3027          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
3028          *
3029          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
3030          * as we're not fully set-up yet.
3031          */
3032         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
3033         rseq_migrate(p);
3034         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
3035 #endif
3036         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3037         update_rq_clock(rq);
3038         post_init_entity_util_avg(p);
3039
3040         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
3041         trace_sched_wakeup_new(p);
3042         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3043 #ifdef CONFIG_SMP
3044         if (p->sched_class->task_woken) {
3045                 /*
3046                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
3047                  * drop it.
3048                  */
3049                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3050                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3051                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3052         }
3053 #endif
3054         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3055 }
3056
3057 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3058
3059 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3060
3061 void preempt_notifier_inc(void)
3062 {
3063         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3064 }
3065 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3066
3067 void preempt_notifier_dec(void)
3068 {
3069         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3070 }
3071 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3072
3073 /**
3074  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3075  * @notifier: notifier struct to register
3076  */
3077 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3078 {
3079         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3080                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3081
3082         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3083 }
3084 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3085
3086 /**
3087  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3088  * @notifier: notifier struct to unregister
3089  *
3090  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3091  */
3092 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3093 {
3094         hlist_del(&notifier->link);
3095 }
3096 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3097
3098 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3099 {
3100         struct preempt_notifier *notifier;
3101
3102         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3103                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3104 }
3105
3106 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3107 {
3108         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3109                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3110 }
3111
3112 static void
3113 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3114                                    struct task_struct *next)
3115 {
3116         struct preempt_notifier *notifier;
3117
3118         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3119                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3120 }
3121
3122 static __always_inline void
3123 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3124                                  struct task_struct *next)
3125 {
3126         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3127                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3128 }
3129
3130 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3131
3132 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3133 {
3134 }
3135
3136 static inline void
3137 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3138                                  struct task_struct *next)
3139 {
3140 }
3141
3142 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3143
3144 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3145 {
3146 #ifdef CONFIG_SMP
3147         /*
3148          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3149          * such that any running task will have this set.
3150          */
3151         next->on_cpu = 1;
3152 #endif
3153 }
3154
3155 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3156 {
3157 #ifdef CONFIG_SMP
3158         /*
3159          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3160          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3161          * finished.
3162          *
3163          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3164          * happen before this.
3165          *
3166          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3167          */
3168         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3169 #endif
3170 }
3171
3172 static inline void
3173 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3174 {
3175         /*
3176          * Since the runqueue lock will be released by the next
3177          * task (which is an invalid locking op but in the case
3178          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3179          * do an early lockdep release here:
3180          */
3181         rq_unpin_lock(rq, rf);
3182         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3183 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3184         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3185         rq->lock.owner = next;
3186 #endif
3187 }
3188
3189 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3190 {
3191         /*
3192          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3193          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3194          * prev into current:
3195          */
3196         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3197         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3198 }
3199
3200 /*
3201  * NOP if the arch has not defined these:
3202  */
3203
3204 #ifndef prepare_arch_switch
3205 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3206 #endif
3207
3208 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3209 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3210 #endif
3211
3212 /**
3213  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3214  * @rq: the runqueue preparing to switch
3215  * @prev: the current task that is being switched out
3216  * @next: the task we are going to switch to.
3217  *
3218  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3219  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3220  * switch.
3221  *
3222  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3223  * hooks.
3224  */
3225 static inline void
3226 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3227                     struct task_struct *next)
3228 {
3229         kcov_prepare_switch(prev);
3230         sched_info_switch(rq, prev, next);
3231         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3232         rseq_preempt(prev);
3233         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3234         prepare_task(next);
3235         prepare_arch_switch(next);
3236 }
3237
3238 /**
3239  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3240  * @prev: the thread we just switched away from.
3241  *
3242  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3243  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3244  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3245  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3246  *
3247  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3248  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3249  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3250  * details.)
3251  *
3252  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3253  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3254  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3255  * because prev may have moved to another CPU.
3256  */
3257 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3258         __releases(rq->lock)
3259 {
3260         struct rq *rq = this_rq();
3261         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3262         long prev_state;
3263
3264         /*
3265          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3266          * because it left us after:
3267          *
3268          *      schedule()
3269          *        preempt_disable();                    // 1
3270          *        __schedule()
3271          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3272          *
3273          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3274          */
3275         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3276                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3277                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3278                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3279
3280         rq->prev_mm = NULL;
3281
3282         /*
3283          * A task struct has one reference for the use as "current".
3284          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3285          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3286          * the scheduled task must drop that reference.
3287          *
3288          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3289          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3290          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3291          * transition, resulting in a double drop.
3292          */
3293         prev_state = prev->state;
3294         vtime_task_switch(prev);
3295         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3296         finish_task(prev);
3297         finish_lock_switch(rq);
3298         finish_arch_post_lock_switch();
3299         kcov_finish_switch(current);
3300
3301         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3302         /*
3303          * When switching through a kernel thread, the loop in
3304          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3305          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3306          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3307          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3308          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3309          *
3310          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3311          *   provided by mmdrop(),
3312          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3313          */
3314         if (mm) {
3315                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3316                 mmdrop(mm);
3317         }
3318         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3319                 if (prev->sched_class->task_dead)
3320                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3321
3322                 /*
3323                  * Remove function-return probe instances associated with this
3324                  * task and put them back on the free list.
3325                  */
3326                 kprobe_flush_task(prev);
3327
3328                 /* Task is done with its stack. */
3329                 put_task_stack(prev);
3330
3331                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3332         }
3333
3334         tick_nohz_task_switch();
3335         return rq;
3336 }
3337
3338 #ifdef CONFIG_SMP
3339
3340 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3341 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3342 {
3343         struct callback_head *head, *next;
3344         void (*func)(struct rq *rq);
3345         unsigned long flags;
3346
3347         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3348         head = rq->balance_callback;
3349         rq->balance_callback = NULL;
3350         while (head) {
3351                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3352                 next = head->next;
3353                 head->next = NULL;
3354                 head = next;
3355
3356                 func(rq);
3357         }
3358         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3359 }
3360
3361 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3362 {
3363         if (unlikely(rq->balance_callback))
3364                 __balance_callback(rq);
3365 }
3366
3367 #else
3368
3369 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3370 {
3371 }
3372
3373 #endif
3374
3375 /**
3376  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3377  * @prev: the thread we just switched away from.
3378  */
3379 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3380         __releases(rq->lock)
3381 {
3382         struct rq *rq;
3383
3384         /*
3385          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3386          * finish_task_switch() for details.
3387          *
3388          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3389          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3390          * PREEMPT_COUNT kernels).
3391          */
3392
3393         rq = finish_task_switch(prev);
3394         balance_callback(rq);
3395         preempt_enable();
3396
3397         if (current->set_child_tid)
3398                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3399
3400         calculate_sigpending();
3401 }
3402
3403 /*
3404  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3405  */
3406 static __always_inline struct rq *
3407 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3408                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3409 {
3410         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3411
3412         /*
3413          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3414          * combine the page table reload and the switch backend into
3415          * one hypercall.
3416          */
3417         arch_start_context_switch(prev);
3418
3419         /*
3420          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3421          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3422          *
3423          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3424          *   user ->   user   switch
3425          */
3426         if (!next->mm) {                                // to kernel
3427                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3428
3429                 next->active_mm = prev->active_mm;
3430                 if (prev->mm)                           // from user
3431                         mmgrab(prev->active_mm);
3432                 else
3433                         prev->active_mm = NULL;
3434         } else {                                        // to user
3435                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3436                 /*
3437                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3438                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3439                  *
3440                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3441                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3442                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3443                  */
3444                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3445
3446                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3447                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3448                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3449                         prev->active_mm = NULL;
3450                 }
3451         }
3452
3453         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3454
3455         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3456
3457         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3458         switch_to(prev, next, prev);
3459         barrier();
3460
3461         return finish_task_switch(prev);
3462 }
3463
3464 /*
3465  * nr_running and nr_context_switches:
3466  *
3467  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3468  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3469  */
3470 unsigned long nr_running(void)
3471 {
3472         unsigned long i, sum = 0;
3473
3474         for_each_online_cpu(i)
3475                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3476
3477         return sum;
3478 }
3479
3480 /*
3481  * Check if only the current task is running on the CPU.
3482  *
3483  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3484  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3485  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3486  *
3487  * - from a non-preemptible section (of course)
3488  *
3489  * - from a thread that is bound to a single CPU
3490  *
3491  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3492  */
3493 bool single_task_running(void)
3494 {
3495         return raw_rq()->nr_running == 1;
3496 }
3497 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3498
3499 unsigned long long nr_context_switches(void)
3500 {
3501         int i;
3502         unsigned long long sum = 0;
3503
3504         for_each_possible_cpu(i)
3505                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3506
3507         return sum;
3508 }
3509
3510 /*
3511  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3512  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3513  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3514  * it does become runnable.
3515  */
3516
3517 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3518 {
3519         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3520 }
3521
3522 /*
3523  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3524  *
3525  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3526  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3527  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3528  *
3529  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3530  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3531  * running and we'd not be idle.
3532  *
3533  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3534  * is broken.
3535  *
3536  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3537  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3538  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3539  * utilising both CPUs.
3540  *
3541  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3542  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3543  *
3544  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3545  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3546  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3547  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3548  *
3549  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3550  */
3551
3552 unsigned long nr_iowait(void)
3553 {
3554         unsigned long i, sum = 0;
3555
3556         for_each_possible_cpu(i)
3557                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3558
3559         return sum;
3560 }
3561
3562 #ifdef CONFIG_SMP
3563
3564 /*
3565  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3566  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3567  */
3568 void sched_exec(void)
3569 {
3570         struct task_struct *p = current;
3571         unsigned long flags;
3572         int dest_cpu;
3573
3574         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3575         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3576         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3577                 goto unlock;
3578
3579         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3580                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3581
3582                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3583                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3584                 return;
3585         }
3586 unlock:
3587         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3588 }
3589
3590 #endif
3591
3592 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3593 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3594
3595 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3596 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3597
3598 /*
3599  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3600  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3601  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3602  * Prefetching this data results in improved performance.
3603  */
3604 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3605 {
3606 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3607         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3608 #else
3609         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3610 #endif
3611         prefetch(curr);
3612         prefetch(&curr->exec_start);
3613 }
3614
3615 /*
3616  * Return accounted runtime for the task.
3617  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3618  * pending runtime that have not been accounted yet.
3619  */
3620 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3621 {
3622         struct rq_flags rf;
3623         struct rq *rq;
3624         u64 ns;
3625
3626 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3627         /*
3628          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3629          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3630          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3631          *
3632          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3633          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3634          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3635          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3636          * been accounted, so we're correct here as well.
3637          */
3638         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3639                 return p->se.sum_exec_runtime;
3640 #endif
3641
3642         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3643         /*
3644          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3645          * project cycles that may never be accounted to this
3646          * thread, breaking clock_gettime().
3647          */
3648         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3649                 prefetch_curr_exec_start(p);
3650                 update_rq_clock(rq);
3651                 p->sched_class->update_curr(rq);
3652         }
3653         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3654         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3655
3656         return ns;
3657 }
3658
3659 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, thermal_pressure);
3660
3661 void arch_set_thermal_pressure(struct cpumask *cpus,
3662                                unsigned long th_pressure)
3663 {
3664         int cpu;
3665
3666         for_each_cpu(cpu, cpus)
3667                 WRITE_ONCE(per_cpu(thermal_pressure, cpu), th_pressure);
3668 }
3669
3670 /*
3671  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3672  * We call it with interrupts disabled.
3673  */
3674 void scheduler_tick(void)
3675 {
3676         int cpu = smp_processor_id();
3677         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3678         struct task_struct *curr = rq->curr;
3679         struct rq_flags rf;
3680         unsigned long thermal_pressure;
3681
3682         arch_scale_freq_tick();
3683         sched_clock_tick();
3684
3685         rq_lock(rq, &rf);
3686
3687         update_rq_clock(rq);
3688         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
3689         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
3690         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3691         calc_global_load_tick(rq);
3692         psi_task_tick(rq);
3693
3694         rq_unlock(rq, &rf);
3695
3696         perf_event_task_tick();
3697
3698 #ifdef CONFIG_SMP
3699         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3700         trigger_load_balance(rq);
3701 #endif
3702 }
3703
3704 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3705
3706 struct tick_work {
3707         int                     cpu;
3708         atomic_t                state;
3709         struct delayed_work     work;
3710 };
3711 /* Values for ->state, see diagram below. */
3712 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3713 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3714 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3715
3716 /*
3717  * State diagram for ->state:
3718  *
3719  *
3720  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3721  *                    |   ^
3722  *                    |   |
3723  *                    |   | sched_tick_remote()
3724  *                    |   |
3725  *                    |   |
3726  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3727  *                    |   ^
3728  *                    |   |
3729  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3730  *                    |   |
3731  *                    V   |
3732  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3733  *
3734  *
3735  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3736  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3737  */
3738
3739 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3740
3741 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3742 {
3743         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3744         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3745         int cpu = twork->cpu;
3746         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3747         struct task_struct *curr;
3748         struct rq_flags rf;
3749         u64 delta;
3750         int os;
3751
3752         /*
3753          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3754          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3755          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3756          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3757          * of when exactly it is running.
3758          */
3759         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3760                 goto out_requeue;
3761
3762         rq_lock_irq(rq, &rf);
3763         curr = rq->curr;
3764         if (cpu_is_offline(cpu))
3765                 goto out_unlock;
3766
3767         update_rq_clock(rq);
3768
3769         if (!is_idle_task(curr)) {
3770                 /*
3771                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3772                  * amount of time.
3773                  */
3774                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3775                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3776         }
3777         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3778
3779         calc_load_nohz_remote(rq);
3780 out_unlock:
3781         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3782 out_requeue:
3783
3784         /*
3785          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3786          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3787          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3788          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3789          */
3790         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3791         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3792         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3793                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3794 }
3795
3796 static void sched_tick_start(int cpu)
3797 {
3798         int os;
3799         struct tick_work *twork;
3800
3801         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3802                 return;
3803
3804         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3805
3806         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3807         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3808         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3809         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3810                 twork->cpu = cpu;
3811                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3812                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3813         }
3814 }
3815
3816 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3817 static void sched_tick_stop(int cpu)
3818 {
3819         struct tick_work *twork;
3820         int os;
3821
3822         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3823                 return;
3824
3825         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3826
3827         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3828         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3829         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3830         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3831         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3832 }
3833 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3834
3835 int __init sched_tick_offload_init(void)
3836 {
3837         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3838         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3839         return 0;
3840 }
3841
3842 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3843 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3844 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3845 #endif
3846
3847 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3848                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3849 /*
3850  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3851  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3852  */
3853 static inline void preempt_latency_start(int val)
3854 {
3855         if (preempt_count() == val) {
3856                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3857 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3858                 current->preempt_disable_ip = ip;
3859 #endif
3860                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3861         }
3862 }
3863
3864 void preempt_count_add(int val)
3865 {
3866 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3867         /*
3868          * Underflow?
3869          */
3870         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3871                 return;
3872 #endif
3873         __preempt_count_add(val);
3874 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3875         /*
3876          * Spinlock count overflowing soon?
3877          */
3878         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3879                                 PREEMPT_MASK - 10);
3880 #endif
3881         preempt_latency_start(val);
3882 }
3883 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3884 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3885
3886 /*
3887  * If the value passed in equals to the current preempt count
3888  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3889  */
3890 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3891 {
3892         if (preempt_count() == val)
3893                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3894 }
3895
3896 void preempt_count_sub(int val)
3897 {
3898 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3899         /*
3900          * Underflow?
3901          */
3902         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3903                 return;
3904         /*
3905          * Is the spinlock portion underflowing?
3906          */
3907         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3908                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3909                 return;
3910 #endif
3911
3912         preempt_latency_stop(val);
3913         __preempt_count_sub(val);
3914 }
3915 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3916 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3917
3918 #else
3919 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3920 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3921 #endif
3922
3923 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3924 {
3925 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3926         return p->preempt_disable_ip;
3927 #else
3928         return 0;
3929 #endif
3930 }
3931
3932 /*
3933  * Print scheduling while atomic bug:
3934  */
3935 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3936 {
3937         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3938         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3939
3940         if (oops_in_progress)
3941                 return;
3942
3943         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3944                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3945
3946         debug_show_held_locks(prev);
3947         print_modules();
3948         if (irqs_disabled())
3949                 print_irqtrace_events(prev);
3950         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3951             && in_atomic_preempt_off()) {
3952                 pr_err("Preemption disabled at:");
3953                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
3954         }
3955         if (panic_on_warn)
3956                 panic("scheduling while atomic\n");
3957
3958         dump_stack();
3959         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3960 }
3961
3962 /*
3963  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3964  */
3965 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3966 {
3967 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3968         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3969                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3970
3971         if (task_scs_end_corrupted(prev))
3972                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
3973 #endif
3974
3975 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3976         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3977                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3978                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3979                 dump_stack();
3980                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3981         }
3982 #endif
3983
3984         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3985                 __schedule_bug(prev);
3986                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3987         }
3988         rcu_sleep_check();
3989
3990         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3991
3992         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3993 }
3994
3995 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3996                                   struct rq_flags *rf)
3997 {
3998 #ifdef CONFIG_SMP
3999         const struct sched_class *class;
4000         /*
4001          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
4002          * that when we release the rq->lock the task is in the same
4003          * state as before we took rq->lock.
4004          *
4005          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
4006          * a runnable task of @class priority or higher.
4007          */
4008         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
4009                 if (class->balance(rq, prev, rf))
4010                         break;
4011         }
4012 #endif
4013
4014         put_prev_task(rq, prev);
4015 }
4016
4017 /*
4018  * Pick up the highest-prio task:
4019  */
4020 static inline struct task_struct *
4021 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
4022 {
4023         const struct sched_class *class;
4024         struct task_struct *p;
4025
4026         /*
4027          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
4028          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
4029          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
4030          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
4031          */
4032         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
4033                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
4034                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4035
4036                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
4037                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
4038                         goto restart;
4039
4040                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
4041                 if (!p) {
4042                         put_prev_task(rq, prev);
4043                         p = pick_next_task_idle(rq);
4044                 }
4045
4046                 return p;
4047         }
4048
4049 restart:
4050         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
4051
4052         for_each_class(class) {
4053                 p = class->pick_next_task(rq);
4054                 if (p)
4055                         return p;
4056         }
4057
4058         /* The idle class should always have a runnable task: */
4059         BUG();
4060 }
4061
4062 /*
4063  * __schedule() is the main scheduler function.
4064  *
4065  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4066  *
4067  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4068  *
4069  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4070  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4071  *
4072  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4073  *      interrupt handler scheduler_tick().
4074  *
4075  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
4076  *      task to the run-queue and that's it.
4077  *
4078  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
4079  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
4080  *      called on the nearest possible occasion:
4081  *
4082  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
4083  *
4084  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4085  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4086  *           spin_unlock()!)
4087  *
4088  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4089  *           preemptible context
4090  *
4091  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4092  *         then at the next:
4093  *
4094  *          - cond_resched() call
4095  *          - explicit schedule() call
4096  *          - return from syscall or exception to user-space
4097  *          - return from interrupt-handler to user-space
4098  *
4099  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4100  */
4101 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4102 {
4103         struct task_struct *prev, *next;
4104         unsigned long *switch_count;
4105         unsigned long prev_state;
4106         struct rq_flags rf;
4107         struct rq *rq;
4108         int cpu;
4109
4110         cpu = smp_processor_id();
4111         rq = cpu_rq(cpu);
4112         prev = rq->curr;
4113
4114         schedule_debug(prev, preempt);
4115
4116         if (sched_feat(HRTICK))
4117                 hrtick_clear(rq);
4118
4119         local_irq_disable();
4120         rcu_note_context_switch(preempt);
4121
4122         /* See deactivate_task() below. */
4123         prev_state = prev->state;
4124
4125         /*
4126          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4127          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4128          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
4129          *
4130          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
4131          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
4132          *                                        wake_up_state(p, state)
4133          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
4134          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
4135          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
4136          *
4137          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
4138          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4139          */
4140         rq_lock(rq, &rf);
4141         smp_mb__after_spinlock();
4142
4143         /* Promote REQ to ACT */
4144         rq->clock_update_flags <<= 1;
4145         update_rq_clock(rq);
4146
4147         switch_count = &prev->nivcsw;
4148         /*
4149          * We must re-load prev->state in case ttwu_remote() changed it
4150          * before we acquired rq->lock.
4151          */
4152         if (!preempt && prev_state && prev_state == prev->state) {
4153                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
4154                         prev->state = TASK_RUNNING;
4155                 } else {
4156                         prev->sched_contributes_to_load =
4157                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
4158                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
4159                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
4160
4161                         if (prev->sched_contributes_to_load)
4162                                 rq->nr_uninterruptible++;
4163
4164                         /*
4165                          * __schedule()                 ttwu()
4166                          *   prev_state = prev->state;    if (READ_ONCE(p->on_rq) && ...)
4167                          *   LOCK rq->lock                  goto out;
4168                          *   smp_mb__after_spinlock();    smp_acquire__after_ctrl_dep();
4169                          *   p->on_rq = 0;                p->state = TASK_WAKING;
4170                          *
4171                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
4172                          */
4173                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4174
4175                         if (prev->in_iowait) {
4176                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4177                                 delayacct_blkio_start();
4178                         }
4179                 }
4180                 switch_count = &prev->nvcsw;
4181         }
4182
4183         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4184         clear_tsk_need_resched(prev);
4185         clear_preempt_need_resched();
4186
4187         if (likely(prev != next)) {
4188                 rq->nr_switches++;
4189                 /*
4190                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4191                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4192                  */
4193                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4194                 /*
4195                  * The membarrier system call requires each architecture
4196                  * to have a full memory barrier after updating
4197                  * rq->curr, before returning to user-space.
4198                  *
4199                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4200                  * various architectures:
4201                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4202                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4203                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4204                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4205                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4206                  *   is a RELEASE barrier),
4207                  */
4208                 ++*switch_count;
4209
4210                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
4211
4212                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4213
4214                 /* Also unlocks the rq: */
4215                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4216         } else {
4217                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4218                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4219         }
4220
4221         balance_callback(rq);
4222 }
4223
4224 void __noreturn do_task_dead(void)
4225 {
4226         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4227         set_special_state(TASK_DEAD);
4228
4229         /* Tell freezer to ignore us: */
4230         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4231
4232         __schedule(false);
4233         BUG();
4234
4235         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4236         for (;;)
4237                 cpu_relax();
4238 }
4239
4240 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4241 {
4242         if (!tsk->state)
4243                 return;
4244
4245         /*
4246          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4247          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4248          * As this function is called inside the schedule() context,
4249          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4250          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4251          * requires it.
4252          */
4253         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4254                 preempt_disable();
4255                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4256                         wq_worker_sleeping(tsk);
4257                 else
4258                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4259                 preempt_enable_no_resched();
4260         }
4261
4262         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4263                 return;
4264
4265         /*
4266          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4267          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4268          */
4269         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4270                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4271 }
4272
4273 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4274 {
4275         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4276                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4277                         wq_worker_running(tsk);
4278                 else
4279                         io_wq_worker_running(tsk);
4280         }
4281 }
4282
4283 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4284 {
4285         struct task_struct *tsk = current;
4286
4287         sched_submit_work(tsk);
4288         do {
4289                 preempt_disable();
4290                 __schedule(false);
4291                 sched_preempt_enable_no_resched();
4292         } while (need_resched());
4293         sched_update_worker(tsk);
4294 }
4295 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4296
4297 /*
4298  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4299  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4300  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4301  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4302  * (schedule out non-voluntarily).
4303  *
4304  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4305  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4306  */
4307 void __sched schedule_idle(void)
4308 {
4309         /*
4310          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4311          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4312          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4313          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4314          * TASK_RUNNING state.
4315          */
4316         WARN_ON_ONCE(current->state);
4317         do {
4318                 __schedule(false);
4319         } while (need_resched());
4320 }
4321
4322 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4323 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4324 {
4325         /*
4326          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4327          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4328          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4329          * we find a better solution.
4330          *
4331          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4332          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4333          * too frequently to make sense yet.
4334          */
4335         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4336         schedule();
4337         exception_exit(prev_state);
4338 }
4339 #endif
4340
4341 /**
4342  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4343  *
4344  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4345  */
4346 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4347 {
4348         sched_preempt_enable_no_resched();
4349         schedule();
4350         preempt_disable();
4351 }
4352
4353 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4354 {
4355         do {
4356                 /*
4357                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4358                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4359                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4360                  * by the function tracer will call this function again and
4361                  * cause infinite recursion.
4362                  *
4363                  * Preemption must be disabled here before the function
4364                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4365                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4366                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4367                  * which can also be traced by the function tracer.
4368                  */
4369                 preempt_disable_notrace();
4370                 preempt_latency_start(1);
4371                 __schedule(true);
4372                 preempt_latency_stop(1);
4373                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4374
4375                 /*
4376                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4377                  * between schedule and now.
4378                  */
4379         } while (need_resched());
4380 }
4381
4382 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4383 /*
4384  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4385  * off of preempt_enable.
4386  */
4387 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4388 {
4389         /*
4390          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4391          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4392          */
4393         if (likely(!preemptible()))
4394                 return;
4395
4396         preempt_schedule_common();
4397 }
4398 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4399 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4400
4401 /**
4402  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4403  *
4404  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4405  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4406  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4407  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4408  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4409  * to be called when the system is still in usermode.
4410  *
4411  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4412  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4413  * calling the scheduler.
4414  */
4415 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4416 {
4417         enum ctx_state prev_ctx;
4418
4419         if (likely(!preemptible()))
4420                 return;
4421
4422         do {
4423                 /*
4424                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4425                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4426                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4427                  * by the function tracer will call this function again and
4428                  * cause infinite recursion.
4429                  *
4430                  * Preemption must be disabled here before the function
4431                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4432                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4433                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4434                  * which can also be traced by the function tracer.
4435                  */
4436                 preempt_disable_notrace();
4437                 preempt_latency_start(1);
4438                 /*
4439                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4440                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4441                  * an infinite recursion.
4442                  */
4443                 prev_ctx = exception_enter();
4444                 __schedule(true);
4445                 exception_exit(prev_ctx);
4446
4447                 preempt_latency_stop(1);
4448                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4449         } while (need_resched());
4450 }
4451 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4452
4453 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4454
4455 /*
4456  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4457  * off of irq context.
4458  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4459  * protect us against recursive calling from irq.
4460  */
4461 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4462 {
4463         enum ctx_state prev_state;
4464
4465         /* Catch callers which need to be fixed */
4466         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4467
4468         prev_state = exception_enter();
4469
4470         do {
4471                 preempt_disable();
4472                 local_irq_enable();
4473                 __schedule(true);
4474                 local_irq_disable();
4475                 sched_preempt_enable_no_resched();
4476         } while (need_resched());
4477
4478         exception_exit(prev_state);
4479 }
4480
4481 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4482                           void *key)
4483 {
4484         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4485 }
4486 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4487
4488 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4489
4490 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4491 {
4492         if (pi_task)
4493                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4494
4495         return prio;
4496 }
4497
4498 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4499 {
4500         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4501
4502         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4503 }
4504
4505 /*
4506  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4507  * @p: task to boost
4508  * @pi_task: donor task
4509  *
4510  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4511  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4512  *
4513  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4514  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4515  */
4516 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4517 {
4518         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4519                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4520         const struct sched_class *prev_class;
4521         struct rq_flags rf;
4522         struct rq *rq;
4523
4524         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4525         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4526
4527         /*
4528          * If nothing changed; bail early.
4529          */
4530         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4531                 return;
4532
4533         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4534         update_rq_clock(rq);
4535         /*
4536          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4537          * either lock.
4538          *
4539          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4540          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4541          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4542          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4543          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4544          */
4545         p->pi_top_task = pi_task;
4546
4547         /*
4548          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4549          */
4550         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4551                 goto out_unlock;
4552
4553         /*
4554          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4555          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4556          *
4557          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4558          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4559          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4560          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4561          * with interrupts disabled and will complete the lock
4562          * protected section without being interrupted. So there is no
4563          * real need to boost.
4564          */
4565         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4566                 WARN_ON(p != rq->curr);
4567                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4568                 goto out_unlock;
4569         }
4570
4571         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4572         oldprio = p->prio;
4573
4574         if (oldprio == prio)
4575                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4576
4577         prev_class = p->sched_class;
4578         queued = task_on_rq_queued(p);
4579         running = task_current(rq, p);
4580         if (queued)
4581                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4582         if (running)
4583                 put_prev_task(rq, p);
4584
4585         /*
4586          * Boosting condition are:
4587          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4588          *      --> -dl task blocks on mutex A
4589          *
4590          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4591          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4592          *          running task
4593          */
4594         if (dl_prio(prio)) {
4595                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4596                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
4597                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4598                         p->dl.dl_boosted = 1;
4599                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4600                 } else
4601                         p->dl.dl_boosted = 0;
4602                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4603         } else if (rt_prio(prio)) {
4604                 if (dl_prio(oldprio))
4605                         p->dl.dl_boosted = 0;
4606                 if (oldprio < prio)
4607                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4608                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4609         } else {
4610                 if (dl_prio(oldprio))
4611                         p->dl.dl_boosted = 0;
4612                 if (rt_prio(oldprio))
4613                         p->rt.timeout = 0;
4614                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4615         }
4616
4617         p->prio = prio;
4618
4619         if (queued)
4620                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4621         if (running)
4622                 set_next_task(rq, p);
4623
4624         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4625 out_unlock:
4626         /* Avoid rq from going away on us: */
4627         preempt_disable();
4628         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4629
4630         balance_callback(rq);
4631         preempt_enable();
4632 }
4633 #else
4634 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4635 {
4636         return prio;
4637 }
4638 #endif
4639
4640 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4641 {
4642         bool queued, running;
4643         int old_prio;
4644         struct rq_flags rf;
4645         struct rq *rq;
4646
4647         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4648                 return;
4649         /*
4650          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4651          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4652          */
4653         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4654         update_rq_clock(rq);
4655
4656         /*
4657          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4658          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4659          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4660          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4661          */
4662         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4663                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4664                 goto out_unlock;
4665         }
4666         queued = task_on_rq_queued(p);
4667         running = task_current(rq, p);
4668         if (queued)
4669                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4670         if (running)
4671                 put_prev_task(rq, p);
4672
4673         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4674         set_load_weight(p, true);
4675         old_prio = p->prio;
4676         p->prio = effective_prio(p);
4677
4678         if (queued)
4679                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4680         if (running)
4681                 set_next_task(rq, p);
4682
4683         /*
4684          * If the task increased its priority or is running and
4685          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4686          */
4687         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
4688
4689 out_unlock:
4690         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4691 }
4692 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4693
4694 /*
4695  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4696  * @p: task
4697  * @nice: nice value
4698  */
4699 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4700 {
4701         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4702         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4703
4704         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4705                 capable(CAP_SYS_NICE));
4706 }
4707
4708 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4709
4710 /*
4711  * sys_nice - change the priority of the current process.
4712  * @increment: priority increment
4713  *
4714  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4715  * does similar things.
4716  */
4717 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4718 {
4719         long nice, retval;
4720
4721         /*
4722          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4723          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4724          * and we have a single winner.
4725          */
4726         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4727         nice = task_nice(current) + increment;
4728
4729         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4730         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4731                 return -EPERM;
4732
4733         retval = security_task_setnice(current, nice);
4734         if (retval)
4735                 return retval;
4736
4737         set_user_nice(current, nice);
4738         return 0;
4739 }
4740
4741 #endif
4742
4743 /**
4744  * task_prio - return the priority value of a given task.
4745  * @p: the task in question.
4746  *
4747  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4748  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4749  * around 0, value goes from -16 to +15.
4750  */
4751 int task_prio(const struct task_struct *p)
4752 {
4753         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4754 }
4755
4756 /**
4757  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4758  * @cpu: the processor in question.
4759  *
4760  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4761  */
4762 int idle_cpu(int cpu)
4763 {
4764         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4765
4766         if (rq->curr != rq->idle)
4767                 return 0;
4768
4769         if (rq->nr_running)
4770                 return 0;
4771
4772 #ifdef CONFIG_SMP
4773         if (rq->ttwu_pending)
4774                 return 0;
4775 #endif
4776
4777         return 1;
4778 }
4779
4780 /**
4781  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4782  * @cpu: the CPU in question.
4783  *
4784  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4785  */
4786 int available_idle_cpu(int cpu)
4787 {
4788         if (!idle_cpu(cpu))
4789                 return 0;
4790
4791         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4792                 return 0;
4793
4794         return 1;
4795 }
4796
4797 /**
4798  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4799  * @cpu: the processor in question.
4800  *
4801  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4802  */
4803 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4804 {
4805         return cpu_rq(cpu)->idle;
4806 }
4807
4808 /**
4809  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4810  * @pid: the pid in question.
4811  *
4812  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4813  */
4814 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4815 {
4816         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4817 }
4818
4819 /*
4820  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4821  * it calls know not to change it.
4822  */
4823 #define SETPARAM_POLICY -1
4824
4825 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4826                 const struct sched_attr *attr)
4827 {
4828         int policy = attr->sched_policy;
4829
4830         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4831                 policy = p->policy;
4832
4833         p->policy = policy;
4834
4835         if (dl_policy(policy))
4836                 __setparam_dl(p, attr);
4837         else if (fair_policy(policy))
4838                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4839
4840         /*
4841          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4842          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4843          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4844          */
4845         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4846         p->normal_prio = normal_prio(p);
4847         set_load_weight(p, true);
4848 }
4849
4850 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4851 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4852                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4853 {
4854         /*
4855          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4856          * either.
4857          */
4858         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4859                 return;
4860
4861         __setscheduler_params(p, attr);
4862
4863         /*
4864          * Keep a potential priority boosting if called from
4865          * sched_setscheduler().
4866          */
4867         p->prio = normal_prio(p);
4868         if (keep_boost)
4869                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4870
4871         if (dl_prio(p->prio))
4872                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4873         else if (rt_prio(p->prio))
4874                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4875         else
4876                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4877 }
4878
4879 /*
4880  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4881  */
4882 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4883 {
4884         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4885         bool match;
4886
4887         rcu_read_lock();
4888         pcred = __task_cred(p);
4889         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4890                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4891         rcu_read_unlock();
4892         return match;
4893 }
4894
4895 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4896                                 const struct sched_attr *attr,
4897                                 bool user, bool pi)
4898 {
4899         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4900                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4901         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4902         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4903         const struct sched_class *prev_class;
4904         struct rq_flags rf;
4905         int reset_on_fork;
4906         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4907         struct rq *rq;
4908
4909         /* The pi code expects interrupts enabled */
4910         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4911 recheck:
4912         /* Double check policy once rq lock held: */
4913         if (policy < 0) {
4914                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4915                 policy = oldpolicy = p->policy;
4916         } else {
4917                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4918
4919                 if (!valid_policy(policy))
4920                         return -EINVAL;
4921         }
4922
4923         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4924                 return -EINVAL;
4925
4926         /*
4927          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4928          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4929          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4930          */
4931         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4932             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4933                 return -EINVAL;
4934         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4935             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4936                 return -EINVAL;
4937
4938         /*
4939          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4940          */
4941         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4942                 if (fair_policy(policy)) {
4943                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4944                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4945                                 return -EPERM;
4946                 }
4947
4948                 if (rt_policy(policy)) {
4949                         unsigned long rlim_rtprio =
4950                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4951
4952                         /* Can't set/change the rt policy: */
4953                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4954                                 return -EPERM;
4955
4956                         /* Can't increase priority: */
4957                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4958                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4959                                 return -EPERM;
4960                 }
4961
4962                  /*
4963                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4964                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4965                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4966                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4967                   */
4968                 if (dl_policy(policy))
4969                         return -EPERM;
4970
4971                 /*
4972                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4973                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4974                  */
4975                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4976                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4977                                 return -EPERM;
4978                 }
4979
4980                 /* Can't change other user's priorities: */
4981                 if (!check_same_owner(p))
4982                         return -EPERM;
4983
4984                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4985                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4986                         return -EPERM;
4987         }
4988
4989         if (user) {
4990                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4991                         return -EINVAL;
4992
4993                 retval = security_task_setscheduler(p);
4994                 if (retval)
4995                         return retval;
4996         }
4997
4998         /* Update task specific "requested" clamps */
4999         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
5000                 retval = uclamp_validate(p, attr);
5001                 if (retval)
5002                         return retval;
5003         }
5004
5005         if (pi)
5006                 cpuset_read_lock();
5007
5008         /*
5009          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5010          * changing the priority of the task:
5011          *
5012          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
5013          * runqueue lock must be held.
5014          */
5015         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5016         update_rq_clock(rq);
5017
5018         /*
5019          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
5020          */
5021         if (p == rq->stop) {
5022                 retval = -EINVAL;
5023                 goto unlock;
5024         }
5025
5026         /*
5027          * If not changing anything there's no need to proceed further,
5028          * but store a possible modification of reset_on_fork.
5029          */
5030         if (unlikely(policy == p->policy)) {
5031                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
5032                         goto change;
5033                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
5034                         goto change;
5035                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
5036                         goto change;
5037                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
5038                         goto change;
5039
5040                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5041                 retval = 0;
5042                 goto unlock;
5043         }
5044 change:
5045
5046         if (user) {
5047 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5048                 /*
5049                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5050                  * assigned.
5051                  */
5052                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5053                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5054                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5055                         retval = -EPERM;
5056                         goto unlock;
5057                 }
5058 #endif
5059 #ifdef CONFIG_SMP
5060                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
5061                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
5062                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
5063
5064                         /*
5065                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
5066                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
5067                          * will also fail if there's no bandwidth available.
5068                          */
5069                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
5070                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
5071                                 retval = -EPERM;
5072                                 goto unlock;
5073                         }
5074                 }
5075 #endif
5076         }
5077
5078         /* Re-check policy now with rq lock held: */
5079         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5080                 policy = oldpolicy = -1;
5081                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5082                 if (pi)
5083                         cpuset_read_unlock();
5084                 goto recheck;
5085         }
5086
5087         /*
5088          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
5089          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
5090          * is available.
5091          */
5092         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
5093                 retval = -EBUSY;
5094                 goto unlock;
5095         }
5096
5097         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5098         oldprio = p->prio;
5099
5100         if (pi) {
5101                 /*
5102                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
5103                  * effective priority is unchanged, we just store the new
5104                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
5105                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
5106                  * itself.
5107                  */
5108                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
5109                 if (new_effective_prio == oldprio)
5110                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
5111         }
5112
5113         queued = task_on_rq_queued(p);
5114         running = task_current(rq, p);
5115         if (queued)
5116                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
5117         if (running)
5118                 put_prev_task(rq, p);
5119
5120         prev_class = p->sched_class;
5121
5122         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5123         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5124
5125         if (queued) {
5126                 /*
5127                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5128                  * increased (user space view).
5129                  */
5130                 if (oldprio < p->prio)
5131                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5132
5133                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5134         }
5135         if (running)
5136                 set_next_task(rq, p);
5137
5138         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5139
5140         /* Avoid rq from going away on us: */
5141         preempt_disable();
5142         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5143
5144         if (pi) {
5145                 cpuset_read_unlock();
5146                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5147         }
5148
5149         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5150         balance_callback(rq);
5151         preempt_enable();
5152
5153         return 0;
5154
5155 unlock:
5156         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5157         if (pi)
5158                 cpuset_read_unlock();
5159         return retval;
5160 }
5161
5162 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5163                                const struct sched_param *param, bool check)
5164 {
5165         struct sched_attr attr = {
5166                 .sched_policy   = policy,
5167                 .sched_priority = param->sched_priority,
5168                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5169         };
5170
5171         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5172         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5173                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5174                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5175                 attr.sched_policy = policy;
5176         }
5177
5178         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5179 }
5180 /**
5181  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5182  * @p: the task in question.
5183  * @policy: new policy.
5184  * @param: structure containing the new RT priority.
5185  *
5186  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5187  *
5188  * NOTE that the task may be already dead.
5189  */
5190 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5191                        const struct sched_param *param)
5192 {
5193         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5194 }
5195 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5196
5197 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5198 {
5199         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5200 }
5201 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5202
5203 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5204 {
5205         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5206 }
5207
5208 /**
5209  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5210  * @p: the task in question.
5211  * @policy: new policy.
5212  * @param: structure containing the new RT priority.
5213  *
5214  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5215  * current context has permission.  For example, this is needed in
5216  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5217  * but our caller might not have that capability.
5218  *
5219  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5220  */
5221 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5222                                const struct sched_param *param)
5223 {
5224         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5225 }
5226 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5227
5228 static int
5229 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5230 {
5231         struct sched_param lparam;
5232         struct task_struct *p;
5233         int retval;
5234
5235         if (!param || pid < 0)
5236                 return -EINVAL;
5237         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5238                 return -EFAULT;
5239
5240         rcu_read_lock();
5241         retval = -ESRCH;
5242         p = find_process_by_pid(pid);
5243         if (likely(p))
5244                 get_task_struct(p);
5245         rcu_read_unlock();
5246
5247         if (likely(p)) {
5248                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5249                 put_task_struct(p);
5250         }
5251
5252         return retval;
5253 }
5254
5255 /*
5256  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5257  */
5258 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5259 {
5260         u32 size;
5261         int ret;
5262
5263         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5264         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5265
5266         ret = get_user(size, &uattr->size);
5267         if (ret)
5268                 return ret;
5269
5270         /* ABI compatibility quirk: */
5271         if (!size)
5272                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5273         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5274                 goto err_size;
5275
5276         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5277         if (ret) {
5278                 if (ret == -E2BIG)
5279                         goto err_size;
5280                 return ret;
5281         }
5282
5283         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5284             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5285                 return -EINVAL;
5286
5287         /*
5288          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5289          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5290          */
5291         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5292
5293         return 0;
5294
5295 err_size:
5296         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5297         return -E2BIG;
5298 }
5299
5300 /**
5301  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5302  * @pid: the pid in question.
5303  * @policy: new policy.
5304  * @param: structure containing the new RT priority.
5305  *
5306  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5307  */
5308 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5309 {
5310         if (policy < 0)
5311                 return -EINVAL;
5312
5313         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5314 }
5315
5316 /**
5317  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5318  * @pid: the pid in question.
5319  * @param: structure containing the new RT priority.
5320  *
5321  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5322  */
5323 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5324 {
5325         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5326 }
5327
5328 /**
5329  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5330  * @pid: the pid in question.
5331  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5332  * @flags: for future extension.
5333  */
5334 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5335                                unsigned int, flags)
5336 {
5337         struct sched_attr attr;
5338         struct task_struct *p;
5339         int retval;
5340
5341         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5342                 return -EINVAL;
5343
5344         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5345         if (retval)
5346                 return retval;
5347
5348         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5349                 return -EINVAL;
5350         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5351                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5352
5353         rcu_read_lock();
5354         retval = -ESRCH;
5355         p = find_process_by_pid(pid);
5356         if (likely(p))
5357                 get_task_struct(p);
5358         rcu_read_unlock();
5359
5360         if (likely(p)) {
5361                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5362                 put_task_struct(p);
5363         }
5364
5365         return retval;
5366 }
5367
5368 /**
5369  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5370  * @pid: the pid in question.
5371  *
5372  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5373  * code.
5374  */
5375 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5376 {
5377         struct task_struct *p;
5378         int retval;
5379
5380         if (pid < 0)
5381                 return -EINVAL;
5382
5383         retval = -ESRCH;
5384         rcu_read_lock();
5385         p = find_process_by_pid(pid);
5386         if (p) {
5387                 retval = security_task_getscheduler(p);
5388                 if (!retval)
5389                         retval = p->policy
5390                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5391         }
5392         rcu_read_unlock();
5393         return retval;
5394 }
5395
5396 /**
5397  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5398  * @pid: the pid in question.
5399  * @param: structure containing the RT priority.
5400  *
5401  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5402  * code.
5403  */
5404 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5405 {
5406         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5407         struct task_struct *p;
5408         int retval;
5409
5410         if (!param || pid < 0)
5411                 return -EINVAL;
5412
5413         rcu_read_lock();
5414         p = find_process_by_pid(pid);
5415         retval = -ESRCH;
5416         if (!p)
5417                 goto out_unlock;
5418
5419         retval = security_task_getscheduler(p);
5420         if (retval)
5421                 goto out_unlock;
5422
5423         if (task_has_rt_policy(p))
5424                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5425         rcu_read_unlock();
5426
5427         /*
5428          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5429          */
5430         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5431
5432         return retval;
5433
5434 out_unlock:
5435         rcu_read_unlock();
5436         return retval;
5437 }
5438
5439 /*
5440  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5441  * than what user-space knows about) to user-space.
5442  *
5443  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5444  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5445  * have the same size.
5446  */
5447 static int
5448 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5449                         struct sched_attr *kattr,
5450                         unsigned int usize)
5451 {
5452         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5453
5454         if (!access_ok(uattr, usize))
5455                 return -EFAULT;
5456
5457         /*
5458          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5459          *
5460          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5461          *
5462          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5463          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5464          *
5465          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5466          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5467          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5468          * which is set to ksize in this case.
5469          */
5470         kattr->size = min(usize, ksize);
5471
5472         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5473                 return -EFAULT;
5474
5475         return 0;
5476 }
5477
5478 /**
5479  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5480  * @pid: the pid in question.
5481  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5482  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5483  * @flags: for future extension.
5484  */
5485 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5486                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5487 {
5488         struct sched_attr kattr = { };
5489         struct task_struct *p;
5490         int retval;
5491
5492         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5493             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5494                 return -EINVAL;
5495
5496         rcu_read_lock();
5497         p = find_process_by_pid(pid);
5498         retval = -ESRCH;
5499         if (!p)
5500                 goto out_unlock;
5501
5502         retval = security_task_getscheduler(p);
5503         if (retval)
5504                 goto out_unlock;
5505
5506         kattr.sched_policy = p->policy;
5507         if (p->sched_reset_on_fork)
5508                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5509         if (task_has_dl_policy(p))
5510                 __getparam_dl(p, &kattr);
5511         else if (task_has_rt_policy(p))
5512                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5513         else
5514                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5515
5516 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5517         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5518         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5519 #endif
5520
5521         rcu_read_unlock();
5522
5523         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5524
5525 out_unlock:
5526         rcu_read_unlock();
5527         return retval;
5528 }
5529
5530 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5531 {
5532         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5533         struct task_struct *p;
5534         int retval;
5535
5536         rcu_read_lock();
5537
5538         p = find_process_by_pid(pid);
5539         if (!p) {
5540                 rcu_read_unlock();
5541                 return -ESRCH;
5542         }
5543
5544         /* Prevent p going away */
5545         get_task_struct(p);
5546         rcu_read_unlock();
5547
5548         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5549                 retval = -EINVAL;
5550                 goto out_put_task;
5551         }
5552         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5553                 retval = -ENOMEM;
5554                 goto out_put_task;
5555         }
5556         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5557                 retval = -ENOMEM;
5558                 goto out_free_cpus_allowed;
5559         }
5560         retval = -EPERM;
5561         if (!check_same_owner(p)) {
5562                 rcu_read_lock();
5563                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5564                         rcu_read_unlock();
5565                         goto out_free_new_mask;
5566                 }
5567                 rcu_read_unlock();
5568         }
5569
5570         retval = security_task_setscheduler(p);
5571         if (retval)
5572                 goto out_free_new_mask;
5573
5574
5575         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5576         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5577
5578         /*
5579          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5580          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5581          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5582          * root_domain.
5583          */
5584 #ifdef CONFIG_SMP
5585         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5586                 rcu_read_lock();
5587                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5588                         retval = -EBUSY;
5589                         rcu_read_unlock();
5590                         goto out_free_new_mask;
5591                 }
5592                 rcu_read_unlock();
5593         }
5594 #endif
5595 again:
5596         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5597
5598         if (!retval) {
5599                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5600                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5601                         /*
5602                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5603                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5604                          * cpuset's cpus_allowed
5605                          */
5606                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5607                         goto again;
5608                 }
5609         }
5610 out_free_new_mask:
5611         free_cpumask_var(new_mask);
5612 out_free_cpus_allowed:
5613         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5614 out_put_task:
5615         put_task_struct(p);
5616         return retval;
5617 }
5618
5619 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5620                              struct cpumask *new_mask)
5621 {
5622         if (len < cpumask_size())
5623                 cpumask_clear(new_mask);
5624         else if (len > cpumask_size())
5625                 len = cpumask_size();
5626
5627         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5628 }
5629
5630 /**
5631  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5632  * @pid: pid of the process
5633  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5634  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5635  *
5636  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5637  */
5638 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5639                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5640 {
5641         cpumask_var_t new_mask;
5642         int retval;
5643
5644         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5645                 return -ENOMEM;
5646
5647         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5648         if (retval == 0)
5649                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5650         free_cpumask_var(new_mask);
5651         return retval;
5652 }
5653
5654 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5655 {
5656         struct task_struct *p;
5657         unsigned long flags;
5658         int retval;
5659
5660         rcu_read_lock();
5661
5662         retval = -ESRCH;
5663         p = find_process_by_pid(pid);
5664         if (!p)
5665                 goto out_unlock;
5666
5667         retval = security_task_getscheduler(p);
5668         if (retval)
5669                 goto out_unlock;
5670
5671         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5672         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5673         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5674
5675 out_unlock:
5676         rcu_read_unlock();
5677
5678         return retval;
5679 }
5680
5681 /**
5682  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5683  * @pid: pid of the process
5684  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5685  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5686  *
5687  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5688  * error code otherwise.
5689  */
5690 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5691                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5692 {
5693         int ret;
5694         cpumask_var_t mask;
5695
5696         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5697                 return -EINVAL;
5698         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5699                 return -EINVAL;
5700
5701         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5702                 return -ENOMEM;
5703
5704         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5705         if (ret == 0) {
5706                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5707
5708                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5709                         ret = -EFAULT;
5710                 else
5711                         ret = retlen;
5712         }
5713         free_cpumask_var(mask);
5714
5715         return ret;
5716 }
5717
5718 /**
5719  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5720  *
5721  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5722  * other threads running on this CPU then this function will return.
5723  *
5724  * Return: 0.
5725  */
5726 static void do_sched_yield(void)
5727 {
5728         struct rq_flags rf;
5729         struct rq *rq;
5730
5731         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5732
5733         schedstat_inc(rq->yld_count);
5734         current->sched_class->yield_task(rq);
5735
5736         /*
5737          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5738          * no need to preempt or enable interrupts:
5739          */
5740         preempt_disable();
5741         rq_unlock(rq, &rf);
5742         sched_preempt_enable_no_resched();
5743
5744         schedule();
5745 }
5746
5747 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5748 {
5749         do_sched_yield();
5750         return 0;
5751 }
5752
5753 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5754 int __sched _cond_resched(void)
5755 {
5756         if (should_resched(0)) {
5757                 preempt_schedule_common();
5758                 return 1;
5759         }
5760         rcu_all_qs();
5761         return 0;
5762 }
5763 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5764 #endif
5765
5766 /*
5767  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5768  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5769  *
5770  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5771  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5772  * spin_unlock(), once by hand).
5773  */
5774 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5775 {
5776         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5777         int ret = 0;
5778
5779         lockdep_assert_held(lock);
5780
5781         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5782                 spin_unlock(lock);
5783                 if (resched)
5784                         preempt_schedule_common();
5785                 else
5786                         cpu_relax();
5787                 ret = 1;
5788                 spin_lock(lock);
5789         }
5790         return ret;
5791 }
5792 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5793
5794 /**
5795  * yield - yield the current processor to other threads.
5796  *
5797  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5798  *
5799  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5800  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5801  * it, its already broken.
5802  *
5803  * Typical broken usage is:
5804  *
5805  * while (!event)
5806  *      yield();
5807  *
5808  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5809  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5810  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5811  *
5812  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5813  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5814  * If you still want to use yield(), do not!
5815  */
5816 void __sched yield(void)
5817 {
5818         set_current_state(TASK_RUNNING);
5819         do_sched_yield();
5820 }
5821 EXPORT_SYMBOL(yield);
5822
5823 /**
5824  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5825  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5826  * processor it's on.
5827  * @p: target task
5828  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5829  *
5830  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5831  * can't go away on us before we can do any checks.
5832  *
5833  * Return:
5834  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5835  *      false (0) if we failed to boost the target.
5836  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5837  */
5838 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5839 {
5840         struct task_struct *curr = current;
5841         struct rq *rq, *p_rq;
5842         unsigned long flags;
5843         int yielded = 0;
5844
5845         local_irq_save(flags);
5846         rq = this_rq();
5847
5848 again:
5849         p_rq = task_rq(p);
5850         /*
5851          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5852          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5853          */
5854         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5855                 yielded = -ESRCH;
5856                 goto out_irq;
5857         }
5858
5859         double_rq_lock(rq, p_rq);
5860         if (task_rq(p) != p_rq) {
5861                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5862                 goto again;
5863         }
5864
5865         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5866                 goto out_unlock;
5867
5868         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5869                 goto out_unlock;
5870
5871         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5872                 goto out_unlock;
5873
5874         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5875         if (yielded) {
5876                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5877                 /*
5878                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5879                  * fairness.
5880                  */
5881                 if (preempt && rq != p_rq)
5882                         resched_curr(p_rq);
5883         }
5884
5885 out_unlock:
5886         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5887 out_irq:
5888         local_irq_restore(flags);
5889
5890         if (yielded > 0)
5891                 schedule();
5892
5893         return yielded;
5894 }
5895 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5896
5897 int io_schedule_prepare(void)
5898 {
5899         int old_iowait = current->in_iowait;
5900
5901         current->in_iowait = 1;
5902         blk_schedule_flush_plug(current);
5903
5904         return old_iowait;
5905 }
5906
5907 void io_schedule_finish(int token)
5908 {
5909         current->in_iowait = token;
5910 }
5911
5912 /*
5913  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5914  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5915  */
5916 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5917 {
5918         int token;
5919         long ret;
5920
5921         token = io_schedule_prepare();
5922         ret = schedule_timeout(timeout);
5923         io_schedule_finish(token);
5924
5925         return ret;
5926 }
5927 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5928
5929 void __sched io_schedule(void)
5930 {
5931         int token;
5932
5933         token = io_schedule_prepare();
5934         schedule();
5935         io_schedule_finish(token);
5936 }
5937 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5938
5939 /**
5940  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5941  * @policy: scheduling class.
5942  *
5943  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5944  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5945  * On failure, a negative error code is returned.
5946  */
5947 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5948 {
5949         int ret = -EINVAL;
5950
5951         switch (policy) {
5952         case SCHED_FIFO:
5953         case SCHED_RR:
5954                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5955                 break;
5956         case SCHED_DEADLINE:
5957         case SCHED_NORMAL:
5958         case SCHED_BATCH:
5959         case SCHED_IDLE:
5960                 ret = 0;
5961                 break;
5962         }
5963         return ret;
5964 }
5965
5966 /**
5967  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5968  * @policy: scheduling class.
5969  *
5970  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5971  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5972  * On failure, a negative error code is returned.
5973  */
5974 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5975 {
5976         int ret = -EINVAL;
5977
5978         switch (policy) {
5979         case SCHED_FIFO:
5980         case SCHED_RR:
5981                 ret = 1;
5982                 break;
5983         case SCHED_DEADLINE:
5984         case SCHED_NORMAL:
5985         case SCHED_BATCH:
5986         case SCHED_IDLE:
5987                 ret = 0;
5988         }
5989         return ret;
5990 }
5991
5992 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5993 {
5994         struct task_struct *p;
5995         unsigned int time_slice;
5996         struct rq_flags rf;
5997         struct rq *rq;
5998         int retval;
5999
6000         if (pid < 0)
6001                 return -EINVAL;
6002
6003         retval = -ESRCH;
6004         rcu_read_lock();
6005         p = find_process_by_pid(pid);
6006         if (!p)
6007                 goto out_unlock;
6008
6009         retval = security_task_getscheduler(p);
6010         if (retval)
6011                 goto out_unlock;
6012
6013         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6014         time_slice = 0;
6015         if (p->sched_class->get_rr_interval)
6016                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6017         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6018
6019         rcu_read_unlock();
6020         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
6021         return 0;
6022
6023 out_unlock:
6024         rcu_read_unlock();
6025         return retval;
6026 }
6027
6028 /**
6029  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6030  * @pid: pid of the process.
6031  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6032  *
6033  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6034  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6035  *
6036  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
6037  * an error code.
6038  */
6039 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6040                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
6041 {
6042         struct timespec64 t;
6043         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6044
6045         if (retval == 0)
6046                 retval = put_timespec64(&t, interval);
6047
6048         return retval;
6049 }
6050
6051 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
6052 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
6053                 struct old_timespec32 __user *, interval)
6054 {
6055         struct timespec64 t;
6056         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6057
6058         if (retval == 0)
6059                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
6060         return retval;
6061 }
6062 #endif
6063
6064 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6065 {
6066         unsigned long free = 0;
6067         int ppid;
6068
6069         if (!try_get_task_stack(p))
6070                 return;
6071
6072         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
6073
6074         if (p->state == TASK_RUNNING)
6075                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6076 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6077         free = stack_not_used(p);
6078 #endif
6079         ppid = 0;
6080         rcu_read_lock();
6081         if (pid_alive(p))
6082                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
6083         rcu_read_unlock();
6084         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6085                 task_pid_nr(p), ppid,
6086                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6087
6088         print_worker_info(KERN_INFO, p);
6089         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
6090         put_task_stack(p);
6091 }
6092 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
6093
6094 static inline bool
6095 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
6096 {
6097         /* no filter, everything matches */
6098         if (!state_filter)
6099                 return true;
6100
6101         /* filter, but doesn't match */
6102         if (!(p->state & state_filter))
6103                 return false;
6104
6105         /*
6106          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
6107          * TASK_KILLABLE).
6108          */
6109         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
6110                 return false;
6111
6112         return true;
6113 }
6114
6115
6116 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6117 {
6118         struct task_struct *g, *p;
6119
6120 #if BITS_PER_LONG == 32
6121         printk(KERN_INFO
6122                 "  task                PC stack   pid father\n");
6123 #else
6124         printk(KERN_INFO
6125                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6126 #endif
6127         rcu_read_lock();
6128         for_each_process_thread(g, p) {
6129                 /*
6130                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6131                  * console might take a lot of time:
6132                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6133                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6134                  * an IPI.
6135                  */
6136                 touch_nmi_watchdog();
6137                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6138                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6139                         sched_show_task(p);
6140         }
6141
6142 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6143         if (!state_filter)
6144                 sysrq_sched_debug_show();
6145 #endif
6146         rcu_read_unlock();
6147         /*
6148          * Only show locks if all tasks are dumped:
6149          */
6150         if (!state_filter)
6151                 debug_show_all_locks();
6152 }
6153
6154 /**
6155  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6156  * @idle: task in question
6157  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6158  *
6159  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6160  * flag, to make booting more robust.
6161  */
6162 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6163 {
6164         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6165         unsigned long flags;
6166
6167         __sched_fork(0, idle);
6168
6169         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6170         raw_spin_lock(&rq->lock);
6171
6172         idle->state = TASK_RUNNING;
6173         idle->se.exec_start = sched_clock();
6174         idle->flags |= PF_IDLE;
6175
6176         scs_task_reset(idle);
6177         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6178
6179 #ifdef CONFIG_SMP
6180         /*
6181          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6182          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6183          *
6184          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6185          */
6186         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6187 #endif
6188         /*
6189          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6190          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6191          * lockdep check in task_group() will fail.
6192          *
6193          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6194          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6195          *
6196          * Silence PROVE_RCU
6197          */
6198         rcu_read_lock();
6199         __set_task_cpu(idle, cpu);
6200         rcu_read_unlock();
6201
6202         rq->idle = idle;
6203         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6204         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6205 #ifdef CONFIG_SMP
6206         idle->on_cpu = 1;
6207 #endif
6208         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6209         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6210
6211         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6212         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6213
6214         /*
6215          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6216          */
6217         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6218         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6219         vtime_init_idle(idle, cpu);
6220 #ifdef CONFIG_SMP
6221         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6222 #endif
6223 }
6224
6225 #ifdef CONFIG_SMP
6226
6227 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6228                               const struct cpumask *trial)
6229 {
6230         int ret = 1;
6231
6232         if (!cpumask_weight(cur))
6233                 return ret;
6234
6235         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6236
6237         return ret;
6238 }
6239
6240 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6241                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6242 {
6243         int ret = 0;
6244
6245         /*
6246          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6247          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6248          * affinity and isolating such threads by their set of
6249          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6250          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6251          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6252          * before cpus_mask may be changed.
6253          */
6254         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6255                 ret = -EINVAL;
6256                 goto out;
6257         }
6258
6259         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6260                                               cs_cpus_allowed))
6261                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6262
6263 out:
6264         return ret;
6265 }
6266
6267 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6268
6269 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6270 /* Migrate current task p to target_cpu */
6271 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6272 {
6273         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6274         int curr_cpu = task_cpu(p);
6275
6276         if (curr_cpu == target_cpu)
6277                 return 0;
6278
6279         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6280                 return -EINVAL;
6281
6282         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6283
6284         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6285         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6286 }
6287
6288 /*
6289  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6290  * tasks on the runqueues
6291  */
6292 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6293 {
6294         bool queued, running;
6295         struct rq_flags rf;
6296         struct rq *rq;
6297
6298         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6299         queued = task_on_rq_queued(p);
6300         running = task_current(rq, p);
6301
6302         if (queued)
6303                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6304         if (running)
6305                 put_prev_task(rq, p);
6306
6307         p->numa_preferred_nid = nid;
6308
6309         if (queued)
6310                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6311         if (running)
6312                 set_next_task(rq, p);
6313         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6314 }
6315 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6316
6317 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6318 /*
6319  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6320  * offline.
6321  */
6322 void idle_task_exit(void)
6323 {
6324         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6325
6326         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6327         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
6328
6329         if (mm != &init_mm) {
6330                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6331                 finish_arch_post_lock_switch();
6332         }
6333
6334         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
6335 }
6336
6337 /*
6338  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6339  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6340  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6341  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6342  * calculation.
6343  *
6344  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6345  */
6346 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6347 {
6348         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6349         if (delta)
6350                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6351 }
6352
6353 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6354 {
6355         const struct sched_class *class;
6356         struct task_struct *next;
6357
6358         for_each_class(class) {
6359                 next = class->pick_next_task(rq);
6360                 if (next) {
6361                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6362                         return next;
6363                 }
6364         }
6365
6366         /* The idle class should always have a runnable task */
6367         BUG();
6368 }
6369
6370 /*
6371  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6372  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6373  *
6374  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6375  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6376  * because of lock validation efforts.
6377  */
6378 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6379 {
6380         struct rq *rq = dead_rq;
6381         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6382         struct rq_flags orf = *rf;
6383         int dest_cpu;
6384
6385         /*
6386          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6387          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6388          *
6389          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6390          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6391          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6392          * done here.
6393          */
6394         rq->stop = NULL;
6395
6396         /*
6397          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6398          * class method both need to have an up-to-date
6399          * value of rq->clock[_task]
6400          */
6401         update_rq_clock(rq);
6402
6403         for (;;) {
6404                 /*
6405                  * There's this thread running, bail when that's the only
6406                  * remaining thread:
6407                  */
6408                 if (rq->nr_running == 1)
6409                         break;
6410
6411                 next = __pick_migrate_task(rq);
6412
6413                 /*
6414                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6415                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6416                  * stabilizes the mask.
6417                  *
6418                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6419                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6420                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6421                  */
6422                 rq_unlock(rq, rf);
6423                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6424                 rq_relock(rq, rf);
6425
6426                 /*
6427                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6428                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6429                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6430                  */
6431                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6432                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6433                         continue;
6434                 }
6435
6436                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6437                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6438                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6439                 if (rq != dead_rq) {
6440                         rq_unlock(rq, rf);
6441                         rq = dead_rq;
6442                         *rf = orf;
6443                         rq_relock(rq, rf);
6444                 }
6445                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6446         }
6447
6448         rq->stop = stop;
6449 }
6450 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6451
6452 void set_rq_online(struct rq *rq)
6453 {
6454         if (!rq->online) {
6455                 const struct sched_class *class;
6456
6457                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6458                 rq->online = 1;
6459
6460                 for_each_class(class) {
6461                         if (class->rq_online)
6462                                 class->rq_online(rq);
6463                 }
6464         }
6465 }
6466
6467 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6468 {
6469         if (rq->online) {
6470                 const struct sched_class *class;
6471
6472                 for_each_class(class) {
6473                         if (class->rq_offline)
6474                                 class->rq_offline(rq);
6475                 }
6476
6477                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6478                 rq->online = 0;
6479         }
6480 }
6481
6482 /*
6483  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6484  */
6485 static int num_cpus_frozen;
6486
6487 /*
6488  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6489  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6490  * around partition_sched_domains().
6491  *
6492  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6493  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6494  */
6495 static void cpuset_cpu_active(void)
6496 {
6497         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6498                 /*
6499                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6500                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6501                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6502                  * domain, ignoring cpusets.
6503                  */
6504                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6505                 if (--num_cpus_frozen)
6506                         return;
6507                 /*
6508                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6509                  * restore the original sched domains by considering the
6510                  * cpuset configurations.
6511                  */
6512                 cpuset_force_rebuild();
6513         }
6514         cpuset_update_active_cpus();
6515 }
6516
6517 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6518 {
6519         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6520                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6521                         return -EBUSY;
6522                 cpuset_update_active_cpus();
6523         } else {
6524                 num_cpus_frozen++;
6525                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6526         }
6527         return 0;
6528 }
6529
6530 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6531 {
6532         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6533         struct rq_flags rf;
6534
6535 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6536         /*
6537          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6538          */
6539         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6540                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6541 #endif
6542         set_cpu_active(cpu, true);
6543
6544         if (sched_smp_initialized) {
6545                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6546                 cpuset_cpu_active();
6547         }
6548
6549         /*
6550          * Put the rq online, if not already. This happens:
6551          *
6552          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6553          *    after all CPUs have been brought up.
6554          *
6555          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6556          *    domains.
6557          */
6558         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6559         if (rq->rd) {
6560                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6561                 set_rq_online(rq);
6562         }
6563         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6564
6565         return 0;
6566 }
6567
6568 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6569 {
6570         int ret;
6571
6572         set_cpu_active(cpu, false);
6573         /*
6574          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6575          * users of this state to go away such that all new such users will
6576          * observe it.
6577          *
6578          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6579          */
6580         synchronize_rcu();
6581
6582 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6583         /*
6584          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6585          */
6586         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6587                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6588 #endif
6589
6590         if (!sched_smp_initialized)
6591                 return 0;
6592
6593         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6594         if (ret) {
6595                 set_cpu_active(cpu, true);
6596                 return ret;
6597         }
6598         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6599         return 0;
6600 }
6601
6602 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6603 {
6604         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6605
6606         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6607         update_max_interval();
6608 }
6609
6610 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6611 {
6612         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6613         sched_tick_start(cpu);
6614         return 0;
6615 }
6616
6617 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6618 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6619 {
6620         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6621         struct rq_flags rf;
6622
6623         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6624         sched_tick_stop(cpu);
6625
6626         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6627         if (rq->rd) {
6628                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6629                 set_rq_offline(rq);
6630         }
6631         migrate_tasks(rq, &rf);
6632         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6633         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6634
6635         calc_load_migrate(rq);
6636         update_max_interval();
6637         nohz_balance_exit_idle(rq);
6638         hrtick_clear(rq);
6639         return 0;
6640 }
6641 #endif
6642
6643 void __init sched_init_smp(void)
6644 {
6645         sched_init_numa();
6646
6647         /*
6648          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6649          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6650          * happen.
6651          */
6652         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6653         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6654         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6655
6656         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6657         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6658                 BUG();
6659         sched_init_granularity();
6660
6661         init_sched_rt_class();
6662         init_sched_dl_class();
6663
6664         sched_smp_initialized = true;
6665 }
6666
6667 static int __init migration_init(void)
6668 {
6669         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6670         return 0;
6671 }
6672 early_initcall(migration_init);
6673
6674 #else
6675 void __init sched_init_smp(void)
6676 {
6677         sched_init_granularity();
6678 }
6679 #endif /* CONFIG_SMP */
6680
6681 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6682 {
6683         return in_lock_functions(addr) ||
6684                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6685                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6686 }
6687
6688 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6689 /*
6690  * Default task group.
6691  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6692  */
6693 struct task_group root_task_group;
6694 LIST_HEAD(task_groups);
6695
6696 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6697 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6698 #endif
6699
6700 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6701 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6702
6703 void __init sched_init(void)
6704 {
6705         unsigned long ptr = 0;
6706         int i;
6707
6708         wait_bit_init();
6709
6710 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6711         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6712 #endif
6713 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6714         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6715 #endif
6716         if (ptr) {
6717                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6718
6719 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6720                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6721                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6722
6723                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6724                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6725
6726                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6727                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6728 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6729 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6730                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6731                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6732
6733                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6734                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6735
6736 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6737         }
6738 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6739         for_each_possible_cpu(i) {
6740                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6741                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6742                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6743                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6744         }
6745 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6746
6747         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6748         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6749
6750 #ifdef CONFIG_SMP
6751         init_defrootdomain();
6752 #endif
6753
6754 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6755         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6756                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6757 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6758
6759 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6760         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6761
6762         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6763         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6764         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6765         autogroup_init(&init_task);
6766 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6767
6768         for_each_possible_cpu(i) {
6769                 struct rq *rq;
6770
6771                 rq = cpu_rq(i);
6772                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6773                 rq->nr_running = 0;
6774                 rq->calc_load_active = 0;
6775                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6776                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6777                 init_rt_rq(&rq->rt);
6778                 init_dl_rq(&rq->dl);
6779 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6780                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6781                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6782                 /*
6783                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6784                  *
6785                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6786                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6787                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6788                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6789                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6790                  * (se->load.weight).
6791                  *
6792                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6793                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6794                  * then A0's share of the CPU resource is:
6795                  *
6796                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6797                  *
6798                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6799                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6800                  */
6801                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6802 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6803
6804                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6805 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6806                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6807 #endif
6808 #ifdef CONFIG_SMP
6809                 rq->sd = NULL;
6810                 rq->rd = NULL;
6811                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6812                 rq->balance_callback = NULL;
6813                 rq->active_balance = 0;
6814                 rq->next_balance = jiffies;
6815                 rq->push_cpu = 0;
6816                 rq->cpu = i;
6817                 rq->online = 0;
6818                 rq->idle_stamp = 0;
6819                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6820                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6821
6822                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6823
6824                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6825 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6826                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6827                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6828
6829                 rq_csd_init(rq, &rq->nohz_csd, nohz_csd_func);
6830 #endif
6831 #endif /* CONFIG_SMP */
6832                 hrtick_rq_init(rq);
6833                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6834         }
6835
6836         set_load_weight(&init_task, false);
6837
6838         /*
6839          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6840          */
6841         mmgrab(&init_mm);
6842         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6843
6844         /*
6845          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6846          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6847          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6848          * when this runqueue becomes "idle".
6849          */
6850         init_idle(current, smp_processor_id());
6851
6852         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6853
6854 #ifdef CONFIG_SMP
6855         idle_thread_set_boot_cpu();
6856 #endif
6857         init_sched_fair_class();
6858
6859         init_schedstats();
6860
6861         psi_init();
6862
6863         init_uclamp();
6864
6865         scheduler_running = 1;
6866 }
6867
6868 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6869 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6870 {
6871         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6872
6873         return (nested == preempt_offset);
6874 }
6875
6876 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6877 {
6878         /*
6879          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6880          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6881          * otherwise we will destroy state.
6882          */
6883         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6884                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6885                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6886                         current->state,
6887                         (void *)current->task_state_change,
6888                         (void *)current->task_state_change);
6889
6890         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6891 }
6892 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6893
6894 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6895 {
6896         /* Ratelimiting timestamp: */
6897         static unsigned long prev_jiffy;
6898
6899         unsigned long preempt_disable_ip;
6900
6901         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6902         rcu_sleep_check();
6903
6904         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6905              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6906             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6907             oops_in_progress)
6908                 return;
6909
6910         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6911                 return;
6912         prev_jiffy = jiffies;
6913
6914         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6915         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6916
6917         printk(KERN_ERR
6918                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6919                         file, line);
6920         printk(KERN_ERR
6921                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6922                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6923                         current->pid, current->comm);
6924
6925         if (task_stack_end_corrupted(current))
6926                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6927
6928         debug_show_held_locks(current);
6929         if (irqs_disabled())
6930                 print_irqtrace_events(current);
6931         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6932             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6933                 pr_err("Preemption disabled at:");
6934                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
6935         }
6936         dump_stack();
6937         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6938 }
6939 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6940
6941 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6942 {
6943         static unsigned long prev_jiffy;
6944
6945         if (irqs_disabled())
6946                 return;
6947
6948         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6949                 return;
6950
6951         if (preempt_count() > preempt_offset)
6952                 return;
6953
6954         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6955                 return;
6956         prev_jiffy = jiffies;
6957
6958         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6959         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6960                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6961                         current->pid, current->comm);
6962
6963         debug_show_held_locks(current);
6964         dump_stack();
6965         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6966 }
6967 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6968 #endif
6969
6970 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6971 void normalize_rt_tasks(void)
6972 {
6973         struct task_struct *g, *p;
6974         struct sched_attr attr = {
6975                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6976         };
6977
6978         read_lock(&tasklist_lock);
6979         for_each_process_thread(g, p) {
6980                 /*
6981                  * Only normalize user tasks:
6982                  */
6983                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6984                         continue;
6985
6986                 p->se.exec_start = 0;
6987                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6988                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6989                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6990
6991                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6992                         /*
6993                          * Renice negative nice level userspace
6994                          * tasks back to 0:
6995                          */
6996                         if (task_nice(p) < 0)
6997                                 set_user_nice(p, 0);
6998                         continue;
6999                 }
7000
7001                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7002         }
7003         read_unlock(&tasklist_lock);
7004 }
7005
7006 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7007
7008 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7009 /*
7010  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7011  *
7012  * They can only be called when the whole system has been
7013  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7014  * activity can take place. Using them for anything else would
7015  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7016  * under any other configuration.
7017  */
7018
7019 /**
7020  * curr_task - return the current task for a given CPU.
7021  * @cpu: the processor in question.
7022  *
7023  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7024  *
7025  * Return: The current task for @cpu.
7026  */
7027 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7028 {
7029         return cpu_curr(cpu);
7030 }
7031
7032 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7033
7034 #ifdef CONFIG_IA64
7035 /**
7036  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
7037  * @cpu: the processor in question.
7038  * @p: the task pointer to set.
7039  *
7040  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7041  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7042  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
7043  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7044  * and caller must save the original value of the current task (see
7045  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7046  * re-starting the system.
7047  *
7048  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7049  */
7050 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7051 {
7052         cpu_curr(cpu) = p;
7053 }
7054
7055 #endif
7056
7057 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7058 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7059 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7060
7061 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
7062                                             struct task_group *parent)
7063 {
7064 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7065         enum uclamp_id clamp_id;
7066
7067         for_each_clamp_id(clamp_id) {
7068                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
7069                               uclamp_none(clamp_id), false);
7070                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
7071         }
7072 #endif
7073 }
7074
7075 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7076 {
7077         free_fair_sched_group(tg);
7078         free_rt_sched_group(tg);
7079         autogroup_free(tg);
7080         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7081 }
7082
7083 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7084 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7085 {
7086         struct task_group *tg;
7087
7088         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7089         if (!tg)
7090                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7091
7092         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7093                 goto err;
7094
7095         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7096                 goto err;
7097
7098         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
7099
7100         return tg;
7101
7102 err:
7103         sched_free_group(tg);
7104         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7105 }
7106
7107 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7108 {
7109         unsigned long flags;
7110
7111         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7112         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7113
7114         /* Root should already exist: */
7115         WARN_ON(!parent);
7116
7117         tg->parent = parent;
7118         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7119         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7120         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7121
7122         online_fair_sched_group(tg);
7123 }
7124
7125 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7126 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7127 {
7128         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7129         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7130 }
7131
7132 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7133 {
7134         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7135         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7136 }
7137
7138 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7139 {
7140         unsigned long flags;
7141
7142         /* End participation in shares distribution: */
7143         unregister_fair_sched_group(tg);
7144
7145         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7146         list_del_rcu(&tg->list);
7147         list_del_rcu(&tg->siblings);
7148         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7149 }
7150
7151 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7152 {
7153         struct task_group *tg;
7154
7155         /*
7156          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7157          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7158          * to prevent lockdep warnings.
7159          */
7160         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7161                           struct task_group, css);
7162         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7163         tsk->sched_task_group = tg;
7164
7165 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7166         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7167                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7168         else
7169 #endif
7170                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7171 }
7172
7173 /*
7174  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7175  *
7176  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7177  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7178  * its new group.
7179  */
7180 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7181 {
7182         int queued, running, queue_flags =
7183                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7184         struct rq_flags rf;
7185         struct rq *rq;
7186
7187         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7188         update_rq_clock(rq);
7189
7190         running = task_current(rq, tsk);
7191         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7192
7193         if (queued)
7194                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7195         if (running)
7196                 put_prev_task(rq, tsk);
7197
7198         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7199
7200         if (queued)
7201                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7202         if (running) {
7203                 set_next_task(rq, tsk);
7204                 /*
7205                  * After changing group, the running task may have joined a
7206                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7207                  * resched to make sure that task can still run.
7208                  */
7209                 resched_curr(rq);
7210         }
7211
7212         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7213 }
7214
7215 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7216 {
7217         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7218 }
7219
7220 static struct cgroup_subsys_state *
7221 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7222 {
7223         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7224         struct task_group *tg;
7225
7226         if (!parent) {
7227                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7228                 return &root_task_group.css;
7229         }
7230
7231         tg = sched_create_group(parent);
7232         if (IS_ERR(tg))
7233                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7234
7235         return &tg->css;
7236 }
7237
7238 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7239 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7240 {
7241         struct task_group *tg = css_tg(css);
7242         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7243
7244         if (parent)
7245                 sched_online_group(tg, parent);
7246
7247 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7248         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7249         cpu_util_update_eff(css);
7250 #endif
7251
7252         return 0;
7253 }
7254
7255 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7256 {
7257         struct task_group *tg = css_tg(css);
7258
7259         sched_offline_group(tg);
7260 }
7261
7262 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7263 {
7264         struct task_group *tg = css_tg(css);
7265
7266         /*
7267          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7268          */
7269         sched_free_group(tg);
7270 }
7271
7272 /*
7273  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7274  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7275  */
7276 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7277 {
7278         struct rq_flags rf;
7279         struct rq *rq;
7280
7281         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7282
7283         update_rq_clock(rq);
7284         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7285
7286         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7287 }
7288
7289 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7290 {
7291         struct task_struct *task;
7292         struct cgroup_subsys_state *css;
7293         int ret = 0;
7294
7295         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7296 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7297                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7298                         return -EINVAL;
7299 #endif
7300                 /*
7301                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7302                  * running, we're sure to observe its full state.
7303                  */
7304                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7305                 /*
7306                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7307                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7308                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7309                  */
7310                 if (task->state == TASK_NEW)
7311                         ret = -EINVAL;
7312                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7313
7314                 if (ret)
7315                         break;
7316         }
7317         return ret;
7318 }
7319
7320 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7321 {
7322         struct task_struct *task;
7323         struct cgroup_subsys_state *css;
7324
7325         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7326                 sched_move_task(task);
7327 }
7328
7329 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7330 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7331 {
7332         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7333         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7334         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7335         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7336         enum uclamp_id clamp_id;
7337         unsigned int clamps;
7338
7339         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7340                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7341                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7342
7343                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7344                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7345                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7346                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7347                         if (uc_parent &&
7348                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7349                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7350                         }
7351                 }
7352                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7353                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7354
7355                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7356                 clamps = 0x0;
7357                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7358                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7359                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7360                                 continue;
7361                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7362                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7363                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7364                 }
7365                 if (!clamps) {
7366                         css = css_rightmost_descendant(css);
7367                         continue;
7368                 }
7369
7370                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7371                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7372         }
7373 }
7374
7375 /*
7376  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7377  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7378  * character constant, use two levels of macros.
7379  */
7380 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7381 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7382
7383 struct uclamp_request {
7384 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7385 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7386         s64 percent;
7387         u64 util;
7388         int ret;
7389 };
7390
7391 static inline struct uclamp_request
7392 capacity_from_percent(char *buf)
7393 {
7394         struct uclamp_request req = {
7395                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7396                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7397                 .ret = 0,
7398         };
7399
7400         buf = strim(buf);
7401         if (strcmp(buf, "max")) {
7402                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7403                                              &req.percent);
7404                 if (req.ret)
7405                         return req;
7406                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7407                         req.ret = -ERANGE;
7408                         return req;
7409                 }
7410
7411                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7412                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7413         }
7414
7415         return req;
7416 }
7417
7418 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7419                                 size_t nbytes, loff_t off,
7420                                 enum uclamp_id clamp_id)
7421 {
7422         struct uclamp_request req;
7423         struct task_group *tg;
7424
7425         req = capacity_from_percent(buf);
7426         if (req.ret)
7427                 return req.ret;
7428
7429         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7430         rcu_read_lock();
7431
7432         tg = css_tg(of_css(of));
7433         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7434                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7435
7436         /*
7437          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7438          * exact requested value
7439          */
7440         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7441
7442         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7443         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7444
7445         rcu_read_unlock();
7446         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7447
7448         return nbytes;
7449 }
7450
7451 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7452                                     char *buf, size_t nbytes,
7453                                     loff_t off)
7454 {
7455         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7456 }
7457
7458 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7459                                     char *buf, size_t nbytes,
7460                                     loff_t off)
7461 {
7462         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7463 }
7464
7465 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7466                                     enum uclamp_id clamp_id)
7467 {
7468         struct task_group *tg;
7469         u64 util_clamp;
7470         u64 percent;
7471         u32 rem;
7472
7473         rcu_read_lock();
7474         tg = css_tg(seq_css(sf));
7475         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7476         rcu_read_unlock();
7477
7478         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7479                 seq_puts(sf, "max\n");
7480                 return;
7481         }
7482
7483         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7484         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7485         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7486 }
7487
7488 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7489 {
7490         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7491         return 0;
7492 }
7493
7494 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7495 {
7496         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7497         return 0;
7498 }
7499 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7500
7501 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7502 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7503                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7504 {
7505         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7506                 shareval = MAX_SHARES;
7507         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7508 }
7509
7510 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7511                                struct cftype *cft)
7512 {
7513         struct task_group *tg = css_tg(css);
7514
7515         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7516 }
7517
7518 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7519 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7520
7521 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7522 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7523 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
7524 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
7525
7526 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7527
7528 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7529 {
7530         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7531         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7532
7533         if (tg == &root_task_group)
7534                 return -EINVAL;
7535
7536         /*
7537          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7538          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7539          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7540          */
7541         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7542                 return -EINVAL;
7543
7544         /*
7545          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7546          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7547          * feasibility.
7548          */
7549         if (period > max_cfs_quota_period)
7550                 return -EINVAL;
7551
7552         /*
7553          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
7554          */
7555         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
7556                 return -EINVAL;
7557
7558         /*
7559          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7560          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7561          */
7562         get_online_cpus();
7563         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7564         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7565         if (ret)
7566                 goto out_unlock;
7567
7568         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7569         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7570         /*
7571          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7572          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7573          */
7574         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7575                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7576         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7577         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7578         cfs_b->quota = quota;
7579
7580         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7581
7582         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7583         if (runtime_enabled)
7584                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7585
7586         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7587
7588         for_each_online_cpu(i) {
7589                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7590                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7591                 struct rq_flags rf;
7592
7593                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7594                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7595                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7596
7597                 if (cfs_rq->throttled)
7598                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7599                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7600         }
7601         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7602                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7603 out_unlock:
7604         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7605         put_online_cpus();
7606
7607         return ret;
7608 }
7609
7610 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7611 {
7612         u64 quota, period;
7613
7614         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7615         if (cfs_quota_us < 0)
7616                 quota = RUNTIME_INF;
7617         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7618                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7619         else
7620                 return -EINVAL;
7621
7622         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7623 }
7624
7625 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7626 {
7627         u64 quota_us;
7628
7629         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7630                 return -1;
7631
7632         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7633         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7634
7635         return quota_us;
7636 }
7637
7638 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7639 {
7640         u64 quota, period;
7641
7642         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7643                 return -EINVAL;
7644
7645         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7646         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7647
7648         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7649 }
7650
7651 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7652 {
7653         u64 cfs_period_us;
7654
7655         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7656         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7657
7658         return cfs_period_us;
7659 }
7660
7661 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7662                                   struct cftype *cft)
7663 {
7664         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7665 }
7666
7667 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7668                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7669 {
7670         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7671 }
7672
7673 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7674                                    struct cftype *cft)
7675 {
7676         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7677 }
7678
7679 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7680                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7681 {
7682         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7683 }
7684
7685 struct cfs_schedulable_data {
7686         struct task_group *tg;
7687         u64 period, quota;
7688 };
7689
7690 /*
7691  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7692  * note: units are usecs
7693  */
7694 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7695                                struct cfs_schedulable_data *d)
7696 {
7697         u64 quota, period;
7698
7699         if (tg == d->tg) {
7700                 period = d->period;
7701                 quota = d->quota;
7702         } else {
7703                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7704                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7705         }
7706
7707         /* note: these should typically be equivalent */
7708         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7709                 return RUNTIME_INF;
7710
7711         return to_ratio(period, quota);
7712 }
7713
7714 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7715 {
7716         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7717         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7718         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7719
7720         if (!tg->parent) {
7721                 quota = RUNTIME_INF;
7722         } else {
7723                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7724
7725                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7726                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7727
7728                 /*
7729                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7730                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7731                  * limit is set:
7732                  */
7733                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7734                         quota = min(quota, parent_quota);
7735                 } else {
7736                         if (quota == RUNTIME_INF)
7737                                 quota = parent_quota;
7738                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7739                                 return -EINVAL;
7740                 }
7741         }
7742         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7743
7744         return 0;
7745 }
7746
7747 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7748 {
7749         int ret;
7750         struct cfs_schedulable_data data = {
7751                 .tg = tg,
7752                 .period = period,
7753                 .quota = quota,
7754         };
7755
7756         if (quota != RUNTIME_INF) {
7757                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7758                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7759         }
7760
7761         rcu_read_lock();
7762         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7763         rcu_read_unlock();
7764
7765         return ret;
7766 }
7767
7768 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7769 {
7770         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7771         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7772
7773         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7774         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7775         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7776
7777         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7778                 u64 ws = 0;
7779                 int i;
7780
7781                 for_each_possible_cpu(i)
7782                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7783
7784                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7785         }
7786
7787         return 0;
7788 }
7789 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7790 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7791
7792 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7793 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7794                                 struct cftype *cft, s64 val)
7795 {
7796         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7797 }
7798
7799 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7800                                struct cftype *cft)
7801 {
7802         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7803 }
7804
7805 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7806                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7807 {
7808         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7809 }
7810
7811 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7812                                    struct cftype *cft)
7813 {
7814         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7815 }
7816 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7817
7818 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7819 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7820         {
7821                 .name = "shares",
7822                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7823                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7824         },
7825 #endif
7826 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7827         {
7828                 .name = "cfs_quota_us",
7829                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7830                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7831         },
7832         {
7833                 .name = "cfs_period_us",
7834                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7835                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7836         },
7837         {
7838                 .name = "stat",
7839                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7840         },
7841 #endif
7842 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7843         {
7844                 .name = "rt_runtime_us",
7845                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7846                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7847         },
7848         {
7849                 .name = "rt_period_us",
7850                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7851                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7852         },
7853 #endif
7854 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7855         {
7856                 .name = "uclamp.min",
7857                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7858                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7859                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7860         },
7861         {
7862                 .name = "uclamp.max",
7863                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7864                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7865                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7866         },
7867 #endif
7868         { }     /* Terminate */
7869 };
7870
7871 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7872                                struct cgroup_subsys_state *css)
7873 {
7874 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7875         {
7876                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7877                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7878                 u64 throttled_usec;
7879
7880                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7881                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7882
7883                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7884                            "nr_throttled %d\n"
7885                            "throttled_usec %llu\n",
7886                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7887                            throttled_usec);
7888         }
7889 #endif
7890         return 0;
7891 }
7892
7893 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7894 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7895                                struct cftype *cft)
7896 {
7897         struct task_group *tg = css_tg(css);
7898         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7899
7900         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7901 }
7902
7903 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7904                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7905 {
7906         /*
7907          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7908          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7909          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7910          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7911          * the original value over the entire range.
7912          */
7913         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7914                 return -ERANGE;
7915
7916         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7917
7918         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7919 }
7920
7921 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7922                                     struct cftype *cft)
7923 {
7924         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7925         int last_delta = INT_MAX;
7926         int prio, delta;
7927
7928         /* find the closest nice value to the current weight */
7929         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7930                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7931                 if (delta >= last_delta)
7932                         break;
7933                 last_delta = delta;
7934         }
7935
7936         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7937 }
7938
7939 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7940                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7941 {
7942         unsigned long weight;
7943         int idx;
7944
7945         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7946                 return -ERANGE;
7947
7948         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7949         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7950         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7951
7952         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7953 }
7954 #endif
7955
7956 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7957                                                   long period, long quota)
7958 {
7959         if (quota < 0)
7960                 seq_puts(sf, "max");
7961         else
7962                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7963
7964         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7965 }
7966
7967 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7968 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7969                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7970 {
7971         char tok[21];   /* U64_MAX */
7972
7973         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7974                 return -EINVAL;
7975
7976         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7977
7978         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7979                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7980         else if (!strcmp(tok, "max"))
7981                 *quotap = RUNTIME_INF;
7982         else
7983                 return -EINVAL;
7984
7985         return 0;
7986 }
7987
7988 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7989 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7990 {
7991         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7992
7993         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7994         return 0;
7995 }
7996
7997 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7998                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7999 {
8000         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
8001         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
8002         u64 quota;
8003         int ret;
8004
8005         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
8006         if (!ret)
8007                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8008         return ret ?: nbytes;
8009 }
8010 #endif
8011
8012 static struct cftype cpu_files[] = {
8013 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8014         {
8015                 .name = "weight",
8016                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8017                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
8018                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
8019         },
8020         {
8021                 .name = "weight.nice",
8022                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8023                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
8024                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
8025         },
8026 #endif
8027 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8028         {
8029                 .name = "max",
8030                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8031                 .seq_show = cpu_max_show,
8032                 .write = cpu_max_write,
8033         },
8034 #endif
8035 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8036         {
8037                 .name = "uclamp.min",
8038                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8039                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
8040                 .write = cpu_uclamp_min_write,
8041         },
8042         {
8043                 .name = "uclamp.max",
8044                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8045                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
8046                 .write = cpu_uclamp_max_write,
8047         },
8048 #endif
8049         { }     /* terminate */
8050 };
8051
8052 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8053         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8054         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8055         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8056         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8057         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
8058         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8059         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8060         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8061         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
8062         .dfl_cftypes    = cpu_files,
8063         .early_init     = true,
8064         .threaded       = true,
8065 };
8066
8067 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8068
8069 void dump_cpu_task(int cpu)
8070 {
8071         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8072         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8073 }
8074
8075 /*
8076  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8077  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8078  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8079  * that remained on nice 0.
8080  *
8081  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8082  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8083  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8084  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8085  * the relative distance between them is ~25%.)
8086  */
8087 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8088  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8089  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8090  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8091  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8092  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8093  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8094  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8095  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8096 };
8097
8098 /*
8099  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8100  *
8101  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8102  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8103  * into multiplications:
8104  */
8105 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8106  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8107  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8108  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8109  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8110  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8111  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8112  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8113  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8114 };
8115
8116 #undef CREATE_TRACE_POINTS