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