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