Merge tag 'drm-misc-fixes-2020-04-30' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm-misc...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #include "sched.h"
10
11 #include <linux/nospec.h>
12
13 #include <linux/kcov.h>
14
15 #include <asm/switch_to.h>
16 #include <asm/tlb.h>
17
18 #include "../workqueue_internal.h"
19 #include "../../fs/io-wq.h"
20 #include "../smpboot.h"
21
22 #include "pelt.h"
23
24 #define CREATE_TRACE_POINTS
25 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
29  * associated with them) to allow external modules to probe them.
30  */
31 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
32 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
33 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
37
38 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
39
40 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
41 /*
42  * Debugging: various feature bits
43  *
44  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
45  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
46  * at compile time and compiler optimization based on features default.
47  */
48 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
49         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
50 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
51 #include "features.h"
52         0;
53 #undef SCHED_FEAT
54 #endif
55
56 /*
57  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
58  * Limited because this is done with IRQs disabled.
59  */
60 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
61
62 /*
63  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
64  * default: 1s
65  */
66 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
67
68 __read_mostly int scheduler_running;
69
70 /*
71  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
72  * default: 0.95s
73  */
74 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
75
76 /*
77  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
78  */
79 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
80         __acquires(rq->lock)
81 {
82         struct rq *rq;
83
84         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
85
86         for (;;) {
87                 rq = task_rq(p);
88                 raw_spin_lock(&rq->lock);
89                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
90                         rq_pin_lock(rq, rf);
91                         return rq;
92                 }
93                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
94
95                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
96                         cpu_relax();
97         }
98 }
99
100 /*
101  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
102  */
103 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
104         __acquires(p->pi_lock)
105         __acquires(rq->lock)
106 {
107         struct rq *rq;
108
109         for (;;) {
110                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
111                 rq = task_rq(p);
112                 raw_spin_lock(&rq->lock);
113                 /*
114                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
115                  *
116                  *      ACQUIRE (rq->lock)
117                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
118                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
119                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
120                  *                                      [L] ->on_rq
121                  *      RELEASE (rq->lock)
122                  *
123                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
124                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
125                  *
126                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
127                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
128                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
129                  */
130                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
131                         rq_pin_lock(rq, rf);
132                         return rq;
133                 }
134                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
135                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
136
137                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
138                         cpu_relax();
139         }
140 }
141
142 /*
143  * RQ-clock updating methods:
144  */
145
146 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
147 {
148 /*
149  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
150  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
151  */
152         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
153
154 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
155         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
156
157         /*
158          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
159          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
160          * {soft,}irq region.
161          *
162          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
163          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
164          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
165          * monotonic.
166          *
167          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
168          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
169          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
170          * atomic ops.
171          */
172         if (irq_delta > delta)
173                 irq_delta = delta;
174
175         rq->prev_irq_time += irq_delta;
176         delta -= irq_delta;
177 #endif
178 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
179         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
180                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
181                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
182
183                 if (unlikely(steal > delta))
184                         steal = delta;
185
186                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
187                 delta -= steal;
188         }
189 #endif
190
191         rq->clock_task += delta;
192
193 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
194         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
195                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
196 #endif
197         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
198 }
199
200 void update_rq_clock(struct rq *rq)
201 {
202         s64 delta;
203
204         lockdep_assert_held(&rq->lock);
205
206         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
207                 return;
208
209 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
210         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
211                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
212         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
213 #endif
214
215         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
216         if (delta < 0)
217                 return;
218         rq->clock += delta;
219         update_rq_clock_task(rq, delta);
220 }
221
222
223 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
224 /*
225  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
226  */
227
228 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
229 {
230         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
231                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
232 }
233
234 /*
235  * High-resolution timer tick.
236  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
237  */
238 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
239 {
240         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
241         struct rq_flags rf;
242
243         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
244
245         rq_lock(rq, &rf);
246         update_rq_clock(rq);
247         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
248         rq_unlock(rq, &rf);
249
250         return HRTIMER_NORESTART;
251 }
252
253 #ifdef CONFIG_SMP
254
255 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
256 {
257         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
258
259         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
260 }
261
262 /*
263  * called from hardirq (IPI) context
264  */
265 static void __hrtick_start(void *arg)
266 {
267         struct rq *rq = arg;
268         struct rq_flags rf;
269
270         rq_lock(rq, &rf);
271         __hrtick_restart(rq);
272         rq_unlock(rq, &rf);
273 }
274
275 /*
276  * Called to set the hrtick timer state.
277  *
278  * called with rq->lock held and irqs disabled
279  */
280 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
281 {
282         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
283         ktime_t time;
284         s64 delta;
285
286         /*
287          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
288          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
289          */
290         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
291         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
292
293         hrtimer_set_expires(timer, time);
294
295         if (rq == this_rq())
296                 __hrtick_restart(rq);
297         else
298                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
299 }
300
301 #else
302 /*
303  * Called to set the hrtick timer state.
304  *
305  * called with rq->lock held and irqs disabled
306  */
307 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
308 {
309         /*
310          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
311          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
312          */
313         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
314         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
315                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
316 }
317 #endif /* CONFIG_SMP */
318
319 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
320 {
321 #ifdef CONFIG_SMP
322         rq->hrtick_csd.flags = 0;
323         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
324         rq->hrtick_csd.info = rq;
325 #endif
326
327         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
328         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
329 }
330 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
331 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
332 {
333 }
334
335 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
336 {
337 }
338 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
339
340 /*
341  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
342  */
343 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
344         ({                                                              \
345                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
346                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
347                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
348                                                                         \
349                 for (;;) {                                              \
350                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
351                         if (_old == _val)                               \
352                                 break;                                  \
353                         _val = _old;                                    \
354                 }                                                       \
355         _old;                                                           \
356 })
357
358 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
359 /*
360  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
361  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
362  * spurious IPIs.
363  */
364 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
365 {
366         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
367         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
368 }
369
370 /*
371  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
372  *
373  * If this returns true, then the idle task promises to call
374  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
375  */
376 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
377 {
378         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
379         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
380
381         for (;;) {
382                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
383                         return false;
384                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
385                         return true;
386                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
387                 if (old == val)
388                         break;
389                 val = old;
390         }
391         return true;
392 }
393
394 #else
395 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
396 {
397         set_tsk_need_resched(p);
398         return true;
399 }
400
401 #ifdef CONFIG_SMP
402 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
403 {
404         return false;
405 }
406 #endif
407 #endif
408
409 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
410 {
411         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
412
413         /*
414          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
415          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
416          * wakeup due to that.
417          *
418          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
419          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
420          */
421         smp_mb__before_atomic();
422         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
423                 return false;
424
425         /*
426          * The head is context local, there can be no concurrency.
427          */
428         *head->lastp = node;
429         head->lastp = &node->next;
430         return true;
431 }
432
433 /**
434  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
435  * @head: the wake_q_head to add @task to
436  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
437  *
438  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
439  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
440  * instantly.
441  *
442  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
443  * must be ready to be woken at this location.
444  */
445 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
446 {
447         if (__wake_q_add(head, task))
448                 get_task_struct(task);
449 }
450
451 /**
452  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
453  * @head: the wake_q_head to add @task to
454  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
455  *
456  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
457  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
458  * instantly.
459  *
460  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
461  * must be ready to be woken at this location.
462  *
463  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
464  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
465  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
466  * queued for wakeup.
467  */
468 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
469 {
470         if (!__wake_q_add(head, task))
471                 put_task_struct(task);
472 }
473
474 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
475 {
476         struct wake_q_node *node = head->first;
477
478         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
479                 struct task_struct *task;
480
481                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
482                 BUG_ON(!task);
483                 /* Task can safely be re-inserted now: */
484                 node = node->next;
485                 task->wake_q.next = NULL;
486
487                 /*
488                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
489                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
490                  */
491                 wake_up_process(task);
492                 put_task_struct(task);
493         }
494 }
495
496 /*
497  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
498  *
499  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
500  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
501  * the target CPU.
502  */
503 void resched_curr(struct rq *rq)
504 {
505         struct task_struct *curr = rq->curr;
506         int cpu;
507
508         lockdep_assert_held(&rq->lock);
509
510         if (test_tsk_need_resched(curr))
511                 return;
512
513         cpu = cpu_of(rq);
514
515         if (cpu == smp_processor_id()) {
516                 set_tsk_need_resched(curr);
517                 set_preempt_need_resched();
518                 return;
519         }
520
521         if (set_nr_and_not_polling(curr))
522                 smp_send_reschedule(cpu);
523         else
524                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
525 }
526
527 void resched_cpu(int cpu)
528 {
529         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
530         unsigned long flags;
531
532         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
533         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
534                 resched_curr(rq);
535         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
536 }
537
538 #ifdef CONFIG_SMP
539 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
540 /*
541  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
542  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
543  *
544  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
545  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
546  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
547  */
548 int get_nohz_timer_target(void)
549 {
550         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
551         struct sched_domain *sd;
552
553         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
554                 if (!idle_cpu(cpu))
555                         return cpu;
556                 default_cpu = cpu;
557         }
558
559         rcu_read_lock();
560         for_each_domain(cpu, sd) {
561                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
562                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
563                         if (cpu == i)
564                                 continue;
565
566                         if (!idle_cpu(i)) {
567                                 cpu = i;
568                                 goto unlock;
569                         }
570                 }
571         }
572
573         if (default_cpu == -1)
574                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
575         cpu = default_cpu;
576 unlock:
577         rcu_read_unlock();
578         return cpu;
579 }
580
581 /*
582  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
583  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
584  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
585  * idle system the next event might even be infinite time into the
586  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
587  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
588  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
589  * wheel for the next timer event.
590  */
591 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
592 {
593         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
594
595         if (cpu == smp_processor_id())
596                 return;
597
598         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
599                 smp_send_reschedule(cpu);
600         else
601                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
602 }
603
604 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
605 {
606         /*
607          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
608          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
609          * If needed we can still optimize that later with an
610          * empty IRQ.
611          */
612         if (cpu_is_offline(cpu))
613                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
614         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
615                 if (cpu != smp_processor_id() ||
616                     tick_nohz_tick_stopped())
617                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
618                 return true;
619         }
620
621         return false;
622 }
623
624 /*
625  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
626  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
627  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
628  */
629 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
630 {
631         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
632                 wake_up_idle_cpu(cpu);
633 }
634
635 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
636 {
637         int cpu = smp_processor_id();
638
639         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
640                 return false;
641
642         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
643                 return true;
644
645         /*
646          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
647          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
648          */
649         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
650         return false;
651 }
652
653 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
654
655 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
656 {
657         return false;
658 }
659
660 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
661
662 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
663 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
664 {
665         int fifo_nr_running;
666
667         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
668         if (rq->dl.dl_nr_running)
669                 return false;
670
671         /*
672          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
673          * actual RR behaviour.
674          */
675         if (rq->rt.rr_nr_running) {
676                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
677                         return true;
678                 else
679                         return false;
680         }
681
682         /*
683          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
684          * forced preemption between FIFO tasks.
685          */
686         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
687         if (fifo_nr_running)
688                 return true;
689
690         /*
691          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
692          * if there's more than one we need the tick for involuntary
693          * preemption.
694          */
695         if (rq->nr_running > 1)
696                 return false;
697
698         return true;
699 }
700 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
701 #endif /* CONFIG_SMP */
702
703 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
704                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
705 /*
706  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
707  * node and @up when leaving it for the final time.
708  *
709  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
710  */
711 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
712                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
713 {
714         struct task_group *parent, *child;
715         int ret;
716
717         parent = from;
718
719 down:
720         ret = (*down)(parent, data);
721         if (ret)
722                 goto out;
723         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
724                 parent = child;
725                 goto down;
726
727 up:
728                 continue;
729         }
730         ret = (*up)(parent, data);
731         if (ret || parent == from)
732                 goto out;
733
734         child = parent;
735         parent = parent->parent;
736         if (parent)
737                 goto up;
738 out:
739         return ret;
740 }
741
742 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
743 {
744         return 0;
745 }
746 #endif
747
748 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
749 {
750         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
751         struct load_weight *load = &p->se.load;
752
753         /*
754          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
755          */
756         if (task_has_idle_policy(p)) {
757                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
758                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
759                 return;
760         }
761
762         /*
763          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
764          * weight
765          */
766         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
767                 reweight_task(p, prio);
768         } else {
769                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
770                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
771         }
772 }
773
774 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
775 /*
776  * Serializes updates of utilization clamp values
777  *
778  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
779  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
780  * support enqueue/dequeue operations.
781  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
782  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
783  * updates or API abuses.
784  */
785 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
786
787 /* Max allowed minimum utilization */
788 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
789
790 /* Max allowed maximum utilization */
791 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
792
793 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
794 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
795
796 /* Integer rounded range for each bucket */
797 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
798
799 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
800         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
801
802 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
803 {
804         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
805 }
806
807 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
808 {
809         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
810 }
811
812 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
813 {
814         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
815                 return 0;
816         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
817 }
818
819 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
820                                  unsigned int value, bool user_defined)
821 {
822         uc_se->value = value;
823         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
824         uc_se->user_defined = user_defined;
825 }
826
827 static inline unsigned int
828 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
829                   unsigned int clamp_value)
830 {
831         /*
832          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
833          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
834          * max-clamp.
835          */
836         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
837                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
838                 return clamp_value;
839         }
840
841         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
842 }
843
844 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
845                                      unsigned int clamp_value)
846 {
847         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
848         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
849                 return;
850
851         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
852 }
853
854 static inline
855 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
856                                    unsigned int clamp_value)
857 {
858         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
859         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
860
861         /*
862          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
863          * top most bucket with tasks in.
864          */
865         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
866                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
867                         continue;
868                 return bucket[bucket_id].value;
869         }
870
871         /* No tasks -- default clamp values */
872         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
873 }
874
875 static inline struct uclamp_se
876 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
877 {
878         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
879 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
880         struct uclamp_se uc_max;
881
882         /*
883          * Tasks in autogroups or root task group will be
884          * restricted by system defaults.
885          */
886         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
887                 return uc_req;
888         if (task_group(p) == &root_task_group)
889                 return uc_req;
890
891         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
892         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
893                 return uc_max;
894 #endif
895
896         return uc_req;
897 }
898
899 /*
900  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
901  * priority:
902  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
903  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
904  *   group or in an autogroup
905  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
906  */
907 static inline struct uclamp_se
908 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
909 {
910         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
911         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
912
913         /* System default restrictions always apply */
914         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
915                 return uc_max;
916
917         return uc_req;
918 }
919
920 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
921 {
922         struct uclamp_se uc_eff;
923
924         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
925         if (p->uclamp[clamp_id].active)
926                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
927
928         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
929
930         return (unsigned long)uc_eff.value;
931 }
932
933 /*
934  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
935  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
936  * updates the rq's clamp value if required.
937  *
938  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
939  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
940  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
941  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
942  */
943 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
944                                     enum uclamp_id clamp_id)
945 {
946         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
947         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
948         struct uclamp_bucket *bucket;
949
950         lockdep_assert_held(&rq->lock);
951
952         /* Update task effective clamp */
953         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
954
955         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
956         bucket->tasks++;
957         uc_se->active = true;
958
959         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
960
961         /*
962          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
963          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
964          */
965         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
966                 bucket->value = uc_se->value;
967
968         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
969                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
970 }
971
972 /*
973  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
974  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
975  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
976  *
977  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
978  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
979  * enforce the expected state and warn.
980  */
981 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
982                                     enum uclamp_id clamp_id)
983 {
984         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
985         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
986         struct uclamp_bucket *bucket;
987         unsigned int bkt_clamp;
988         unsigned int rq_clamp;
989
990         lockdep_assert_held(&rq->lock);
991
992         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
993         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
994         if (likely(bucket->tasks))
995                 bucket->tasks--;
996         uc_se->active = false;
997
998         /*
999          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1000          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1001          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1002          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1003          */
1004         if (likely(bucket->tasks))
1005                 return;
1006
1007         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1008         /*
1009          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1010          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1011          */
1012         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1013         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1014                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1015                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1016         }
1017 }
1018
1019 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1020 {
1021         enum uclamp_id clamp_id;
1022
1023         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1024                 return;
1025
1026         for_each_clamp_id(clamp_id)
1027                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1028
1029         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1030         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1031                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1032 }
1033
1034 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1035 {
1036         enum uclamp_id clamp_id;
1037
1038         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1039                 return;
1040
1041         for_each_clamp_id(clamp_id)
1042                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1043 }
1044
1045 static inline void
1046 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1047 {
1048         struct rq_flags rf;
1049         struct rq *rq;
1050
1051         /*
1052          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1053          *
1054          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1055          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1056          * enqueues, dequeues and migration operations.
1057          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1058          */
1059         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1060
1061         /*
1062          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1063          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1064          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1065          * it will already see the updated clamp bucket value.
1066          */
1067         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1068                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1069                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1070         }
1071
1072         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1073 }
1074
1075 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1076 static inline void
1077 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1078                            unsigned int clamps)
1079 {
1080         enum uclamp_id clamp_id;
1081         struct css_task_iter it;
1082         struct task_struct *p;
1083
1084         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1085         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1086                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1087                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1088                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1089                 }
1090         }
1091         css_task_iter_end(&it);
1092 }
1093
1094 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1095 static void uclamp_update_root_tg(void)
1096 {
1097         struct task_group *tg = &root_task_group;
1098
1099         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1100                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1101         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1102                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1103
1104         rcu_read_lock();
1105         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1106         rcu_read_unlock();
1107 }
1108 #else
1109 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1110 #endif
1111
1112 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1113                                 void __user *buffer, size_t *lenp,
1114                                 loff_t *ppos)
1115 {
1116         bool update_root_tg = false;
1117         int old_min, old_max;
1118         int result;
1119
1120         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1121         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1122         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1123
1124         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1125         if (result)
1126                 goto undo;
1127         if (!write)
1128                 goto done;
1129
1130         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1131             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1132                 result = -EINVAL;
1133                 goto undo;
1134         }
1135
1136         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1137                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1138                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1139                 update_root_tg = true;
1140         }
1141         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1142                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1143                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1144                 update_root_tg = true;
1145         }
1146
1147         if (update_root_tg)
1148                 uclamp_update_root_tg();
1149
1150         /*
1151          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1152          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1153          * task enqueue time.
1154          */
1155
1156         goto done;
1157
1158 undo:
1159         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1160         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1161 done:
1162         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1163
1164         return result;
1165 }
1166
1167 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1168                            const struct sched_attr *attr)
1169 {
1170         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1171         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1172
1173         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1174                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1175         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1176                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1177
1178         if (lower_bound > upper_bound)
1179                 return -EINVAL;
1180         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1181                 return -EINVAL;
1182
1183         return 0;
1184 }
1185
1186 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1187                                   const struct sched_attr *attr)
1188 {
1189         enum uclamp_id clamp_id;
1190
1191         /*
1192          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1193          * without a task-specific value.
1194          */
1195         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1196                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1197                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1198
1199                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1200                 if (uc_se->user_defined)
1201                         continue;
1202
1203                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1204                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1205                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1206
1207                 uclamp_se_set(uc_se, clamp_value, false);
1208         }
1209
1210         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1211                 return;
1212
1213         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1214                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1215                               attr->sched_util_min, true);
1216         }
1217
1218         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1219                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1220                               attr->sched_util_max, true);
1221         }
1222 }
1223
1224 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1225 {
1226         enum uclamp_id clamp_id;
1227
1228         for_each_clamp_id(clamp_id)
1229                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1230
1231         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1232                 return;
1233
1234         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1235                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1236                               uclamp_none(clamp_id), false);
1237         }
1238 }
1239
1240 static void __init init_uclamp(void)
1241 {
1242         struct uclamp_se uc_max = {};
1243         enum uclamp_id clamp_id;
1244         int cpu;
1245
1246         mutex_init(&uclamp_mutex);
1247
1248         for_each_possible_cpu(cpu) {
1249                 memset(&cpu_rq(cpu)->uclamp, 0,
1250                                 sizeof(struct uclamp_rq)*UCLAMP_CNT);
1251                 cpu_rq(cpu)->uclamp_flags = 0;
1252         }
1253
1254         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1255                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1256                               uclamp_none(clamp_id), false);
1257         }
1258
1259         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1260         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1261         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1262                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1263 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1264                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1265                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1266 #endif
1267         }
1268 }
1269
1270 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1271 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1272 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1273 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1274                                   const struct sched_attr *attr)
1275 {
1276         return -EOPNOTSUPP;
1277 }
1278 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1279                                   const struct sched_attr *attr) { }
1280 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1281 static inline void init_uclamp(void) { }
1282 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1283
1284 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1285 {
1286         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1287                 update_rq_clock(rq);
1288
1289         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1290                 sched_info_queued(rq, p);
1291                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1292         }
1293
1294         uclamp_rq_inc(rq, p);
1295         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1296 }
1297
1298 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1299 {
1300         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1301                 update_rq_clock(rq);
1302
1303         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1304                 sched_info_dequeued(rq, p);
1305                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1306         }
1307
1308         uclamp_rq_dec(rq, p);
1309         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1310 }
1311
1312 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1313 {
1314         if (task_contributes_to_load(p))
1315                 rq->nr_uninterruptible--;
1316
1317         enqueue_task(rq, p, flags);
1318
1319         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1320 }
1321
1322 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1323 {
1324         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1325
1326         if (task_contributes_to_load(p))
1327                 rq->nr_uninterruptible++;
1328
1329         dequeue_task(rq, p, flags);
1330 }
1331
1332 /*
1333  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1334  */
1335 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1336 {
1337         return p->static_prio;
1338 }
1339
1340 /*
1341  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1342  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1343  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1344  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1345  * estimator recalculates.
1346  */
1347 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1348 {
1349         int prio;
1350
1351         if (task_has_dl_policy(p))
1352                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1353         else if (task_has_rt_policy(p))
1354                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1355         else
1356                 prio = __normal_prio(p);
1357         return prio;
1358 }
1359
1360 /*
1361  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1362  * taken into account by the scheduler. This value might
1363  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1364  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1365  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1366  */
1367 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1368 {
1369         p->normal_prio = normal_prio(p);
1370         /*
1371          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1372          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1373          * to the normal priority:
1374          */
1375         if (!rt_prio(p->prio))
1376                 return p->normal_prio;
1377         return p->prio;
1378 }
1379
1380 /**
1381  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1382  * @p: the task in question.
1383  *
1384  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1385  */
1386 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1387 {
1388         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1389 }
1390
1391 /*
1392  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1393  * use the balance_callback list if you want balancing.
1394  *
1395  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1396  * balance_callback().
1397  */
1398 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1399                                        const struct sched_class *prev_class,
1400                                        int oldprio)
1401 {
1402         if (prev_class != p->sched_class) {
1403                 if (prev_class->switched_from)
1404                         prev_class->switched_from(rq, p);
1405
1406                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1407         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1408                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1409 }
1410
1411 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1412 {
1413         const struct sched_class *class;
1414
1415         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1416                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1417         } else {
1418                 for_each_class(class) {
1419                         if (class == rq->curr->sched_class)
1420                                 break;
1421                         if (class == p->sched_class) {
1422                                 resched_curr(rq);
1423                                 break;
1424                         }
1425                 }
1426         }
1427
1428         /*
1429          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1430          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1431          */
1432         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1433                 rq_clock_skip_update(rq);
1434 }
1435
1436 #ifdef CONFIG_SMP
1437
1438 /*
1439  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1440  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1441  */
1442 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1443 {
1444         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1445                 return false;
1446
1447         if (is_per_cpu_kthread(p))
1448                 return cpu_online(cpu);
1449
1450         return cpu_active(cpu);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * This is how migration works:
1455  *
1456  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1457  *    stop_one_cpu().
1458  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1459  *    off the CPU)
1460  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1461  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1462  *    it and puts it into the right queue.
1463  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1464  *    is done.
1465  */
1466
1467 /*
1468  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1469  *
1470  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1471  */
1472 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1473                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1474 {
1475         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1476
1477         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1478         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1479         set_task_cpu(p, new_cpu);
1480         rq_unlock(rq, rf);
1481
1482         rq = cpu_rq(new_cpu);
1483
1484         rq_lock(rq, rf);
1485         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1486         enqueue_task(rq, p, 0);
1487         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1488         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1489
1490         return rq;
1491 }
1492
1493 struct migration_arg {
1494         struct task_struct *task;
1495         int dest_cpu;
1496 };
1497
1498 /*
1499  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1500  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1501  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1502  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1503  *
1504  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1505  * as the task is no longer on this CPU.
1506  */
1507 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1508                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1509 {
1510         /* Affinity changed (again). */
1511         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1512                 return rq;
1513
1514         update_rq_clock(rq);
1515         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1516
1517         return rq;
1518 }
1519
1520 /*
1521  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1522  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1523  * 'pushing' onto another runqueue.
1524  */
1525 static int migration_cpu_stop(void *data)
1526 {
1527         struct migration_arg *arg = data;
1528         struct task_struct *p = arg->task;
1529         struct rq *rq = this_rq();
1530         struct rq_flags rf;
1531
1532         /*
1533          * The original target CPU might have gone down and we might
1534          * be on another CPU but it doesn't matter.
1535          */
1536         local_irq_disable();
1537         /*
1538          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1539          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1540          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1541          */
1542         sched_ttwu_pending();
1543
1544         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1545         rq_lock(rq, &rf);
1546         /*
1547          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1548          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1549          * we're holding p->pi_lock.
1550          */
1551         if (task_rq(p) == rq) {
1552                 if (task_on_rq_queued(p))
1553                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1554                 else
1555                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1556         }
1557         rq_unlock(rq, &rf);
1558         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1559
1560         local_irq_enable();
1561         return 0;
1562 }
1563
1564 /*
1565  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1566  * actually call this function.
1567  */
1568 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1569 {
1570         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1571         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1572 }
1573
1574 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1575 {
1576         struct rq *rq = task_rq(p);
1577         bool queued, running;
1578
1579         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1580
1581         queued = task_on_rq_queued(p);
1582         running = task_current(rq, p);
1583
1584         if (queued) {
1585                 /*
1586                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1587                  * holding rq->lock.
1588                  */
1589                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1590                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1591         }
1592         if (running)
1593                 put_prev_task(rq, p);
1594
1595         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1596
1597         if (queued)
1598                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1599         if (running)
1600                 set_next_task(rq, p);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1605  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1606  * is removed from the allowed bitmask.
1607  *
1608  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1609  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1610  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1611  */
1612 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1613                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1614 {
1615         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1616         unsigned int dest_cpu;
1617         struct rq_flags rf;
1618         struct rq *rq;
1619         int ret = 0;
1620
1621         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1622         update_rq_clock(rq);
1623
1624         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1625                 /*
1626                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1627                  */
1628                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1629         }
1630
1631         /*
1632          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1633          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1634          */
1635         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1636                 ret = -EINVAL;
1637                 goto out;
1638         }
1639
1640         if (cpumask_equal(p->cpus_ptr, new_mask))
1641                 goto out;
1642
1643         /*
1644          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
1645          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
1646          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
1647          */
1648         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
1649         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1650                 ret = -EINVAL;
1651                 goto out;
1652         }
1653
1654         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1655
1656         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1657                 /*
1658                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1659                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1660                  */
1661                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1662                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1663                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1664         }
1665
1666         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1667         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1668                 goto out;
1669
1670         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1671                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1672                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1673                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1674                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1675                 return 0;
1676         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1677                 /*
1678                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1679                  * afterwards anyway.
1680                  */
1681                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1682         }
1683 out:
1684         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1685
1686         return ret;
1687 }
1688
1689 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1690 {
1691         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1692 }
1693 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1694
1695 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1696 {
1697 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1698         /*
1699          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1700          * ttwu() will sort out the placement.
1701          */
1702         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1703                         !p->on_rq);
1704
1705         /*
1706          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1707          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1708          * time relying on p->on_rq.
1709          */
1710         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1711                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1712                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1713
1714 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1715         /*
1716          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1717          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1718          *
1719          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1720          * see task_group().
1721          *
1722          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1723          * task_rq_lock().
1724          */
1725         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1726                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1727 #endif
1728         /*
1729          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1730          */
1731         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1732 #endif
1733
1734         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1735
1736         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1737                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1738                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1739                 p->se.nr_migrations++;
1740                 rseq_migrate(p);
1741                 perf_event_task_migrate(p);
1742         }
1743
1744         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1745 }
1746
1747 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1748 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1749 {
1750         if (task_on_rq_queued(p)) {
1751                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1752                 struct rq_flags srf, drf;
1753
1754                 src_rq = task_rq(p);
1755                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1756
1757                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1758                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1759
1760                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1761                 set_task_cpu(p, cpu);
1762                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1763                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1764
1765                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1766                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1767
1768         } else {
1769                 /*
1770                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1771                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1772                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1773                  */
1774                 p->wake_cpu = cpu;
1775         }
1776 }
1777
1778 struct migration_swap_arg {
1779         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1780         int src_cpu, dst_cpu;
1781 };
1782
1783 static int migrate_swap_stop(void *data)
1784 {
1785         struct migration_swap_arg *arg = data;
1786         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1787         int ret = -EAGAIN;
1788
1789         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1790                 return -EAGAIN;
1791
1792         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1793         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1794
1795         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1796                         &arg->dst_task->pi_lock);
1797         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1798
1799         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1800                 goto unlock;
1801
1802         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1803                 goto unlock;
1804
1805         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1806                 goto unlock;
1807
1808         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1809                 goto unlock;
1810
1811         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1812         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1813
1814         ret = 0;
1815
1816 unlock:
1817         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1818         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1819         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1820
1821         return ret;
1822 }
1823
1824 /*
1825  * Cross migrate two tasks
1826  */
1827 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1828                 int target_cpu, int curr_cpu)
1829 {
1830         struct migration_swap_arg arg;
1831         int ret = -EINVAL;
1832
1833         arg = (struct migration_swap_arg){
1834                 .src_task = cur,
1835                 .src_cpu = curr_cpu,
1836                 .dst_task = p,
1837                 .dst_cpu = target_cpu,
1838         };
1839
1840         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1841                 goto out;
1842
1843         /*
1844          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1845          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1846          */
1847         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1848                 goto out;
1849
1850         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1851                 goto out;
1852
1853         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1854                 goto out;
1855
1856         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1857         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1858
1859 out:
1860         return ret;
1861 }
1862 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1863
1864 /*
1865  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1866  *
1867  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1868  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1869  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1870  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1871  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1872  * @p has remained unscheduled the whole time.
1873  *
1874  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1875  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1876  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1877  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1878  * waiting to become inactive.
1879  */
1880 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1881 {
1882         int running, queued;
1883         struct rq_flags rf;
1884         unsigned long ncsw;
1885         struct rq *rq;
1886
1887         for (;;) {
1888                 /*
1889                  * We do the initial early heuristics without holding
1890                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1891                  * the runqueue lock when things look like they will
1892                  * work out!
1893                  */
1894                 rq = task_rq(p);
1895
1896                 /*
1897                  * If the task is actively running on another CPU
1898                  * still, just relax and busy-wait without holding
1899                  * any locks.
1900                  *
1901                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1902                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1903                  * But we don't care, since "task_running()" will
1904                  * return false if the runqueue has changed and p
1905                  * is actually now running somewhere else!
1906                  */
1907                 while (task_running(rq, p)) {
1908                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1909                                 return 0;
1910                         cpu_relax();
1911                 }
1912
1913                 /*
1914                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1915                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1916                  * just go back and repeat.
1917                  */
1918                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1919                 trace_sched_wait_task(p);
1920                 running = task_running(rq, p);
1921                 queued = task_on_rq_queued(p);
1922                 ncsw = 0;
1923                 if (!match_state || p->state == match_state)
1924                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1925                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1926
1927                 /*
1928                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1929                  */
1930                 if (unlikely(!ncsw))
1931                         break;
1932
1933                 /*
1934                  * Was it really running after all now that we
1935                  * checked with the proper locks actually held?
1936                  *
1937                  * Oops. Go back and try again..
1938                  */
1939                 if (unlikely(running)) {
1940                         cpu_relax();
1941                         continue;
1942                 }
1943
1944                 /*
1945                  * It's not enough that it's not actively running,
1946                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1947                  * preempted!
1948                  *
1949                  * So if it was still runnable (but just not actively
1950                  * running right now), it's preempted, and we should
1951                  * yield - it could be a while.
1952                  */
1953                 if (unlikely(queued)) {
1954                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1955
1956                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1957                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1958                         continue;
1959                 }
1960
1961                 /*
1962                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1963                  * runnable, which means that it will never become
1964                  * running in the future either. We're all done!
1965                  */
1966                 break;
1967         }
1968
1969         return ncsw;
1970 }
1971
1972 /***
1973  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1974  * @p: the to-be-kicked thread
1975  *
1976  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1977  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1978  *
1979  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1980  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1981  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1982  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1983  * achieved as well.
1984  */
1985 void kick_process(struct task_struct *p)
1986 {
1987         int cpu;
1988
1989         preempt_disable();
1990         cpu = task_cpu(p);
1991         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1992                 smp_send_reschedule(cpu);
1993         preempt_enable();
1994 }
1995 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1996
1997 /*
1998  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1999  *
2000  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2001  *
2002  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2003  *
2004  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2005  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2006  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2007  *    see it.
2008  *
2009  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2010  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2011  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2012  *    off.
2013  *
2014  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2015  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2016  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2017  * to satisfy the above rules.
2018  */
2019 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2020 {
2021         int nid = cpu_to_node(cpu);
2022         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2023         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2024         int dest_cpu;
2025
2026         /*
2027          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2028          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2029          * select the CPU on the other node.
2030          */
2031         if (nid != -1) {
2032                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2033
2034                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2035                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2036                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2037                                 continue;
2038                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2039                                 return dest_cpu;
2040                 }
2041         }
2042
2043         for (;;) {
2044                 /* Any allowed, online CPU? */
2045                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2046                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2047                                 continue;
2048
2049                         goto out;
2050                 }
2051
2052                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2053                 switch (state) {
2054                 case cpuset:
2055                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2056                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2057                                 state = possible;
2058                                 break;
2059                         }
2060                         /* Fall-through */
2061                 case possible:
2062                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2063                         state = fail;
2064                         break;
2065
2066                 case fail:
2067                         BUG();
2068                         break;
2069                 }
2070         }
2071
2072 out:
2073         if (state != cpuset) {
2074                 /*
2075                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2076                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2077                  * leave kernel.
2078                  */
2079                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2080                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2081                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2082                 }
2083         }
2084
2085         return dest_cpu;
2086 }
2087
2088 /*
2089  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2090  */
2091 static inline
2092 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2093 {
2094         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2095
2096         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2097                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2098         else
2099                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2100
2101         /*
2102          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2103          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2104          * CPU.
2105          *
2106          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2107          *
2108          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2109          *   not worry about this generic constraint ]
2110          */
2111         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2112                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2113
2114         return cpu;
2115 }
2116
2117 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2118 {
2119         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2120         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2121
2122         if (stop) {
2123                 /*
2124                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2125                  * userspace knows about and won't get confused about.
2126                  *
2127                  * Also, it will make PI more or less work without too
2128                  * much confusion -- but then, stop work should not
2129                  * rely on PI working anyway.
2130                  */
2131                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2132
2133                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2134         }
2135
2136         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2137
2138         if (old_stop) {
2139                 /*
2140                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2141                  * it can die in pieces.
2142                  */
2143                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2144         }
2145 }
2146
2147 #else
2148
2149 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2150                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2151 {
2152         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2153 }
2154
2155 #endif /* CONFIG_SMP */
2156
2157 static void
2158 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2159 {
2160         struct rq *rq;
2161
2162         if (!schedstat_enabled())
2163                 return;
2164
2165         rq = this_rq();
2166
2167 #ifdef CONFIG_SMP
2168         if (cpu == rq->cpu) {
2169                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2170                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2171         } else {
2172                 struct sched_domain *sd;
2173
2174                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2175                 rcu_read_lock();
2176                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2177                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2178                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2179                                 break;
2180                         }
2181                 }
2182                 rcu_read_unlock();
2183         }
2184
2185         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2186                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2187 #endif /* CONFIG_SMP */
2188
2189         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2190         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2191
2192         if (wake_flags & WF_SYNC)
2193                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2198  */
2199 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2200                            struct rq_flags *rf)
2201 {
2202         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2203         p->state = TASK_RUNNING;
2204         trace_sched_wakeup(p);
2205
2206 #ifdef CONFIG_SMP
2207         if (p->sched_class->task_woken) {
2208                 /*
2209                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2210                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2211                  */
2212                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2213                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2214                 rq_repin_lock(rq, rf);
2215         }
2216
2217         if (rq->idle_stamp) {
2218                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2219                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2220
2221                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2222
2223                 if (rq->avg_idle > max)
2224                         rq->avg_idle = max;
2225
2226                 rq->idle_stamp = 0;
2227         }
2228 #endif
2229 }
2230
2231 static void
2232 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2233                  struct rq_flags *rf)
2234 {
2235         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2236
2237         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2238
2239 #ifdef CONFIG_SMP
2240         if (p->sched_contributes_to_load)
2241                 rq->nr_uninterruptible--;
2242
2243         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2244                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2245 #endif
2246
2247         activate_task(rq, p, en_flags);
2248         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2249 }
2250
2251 /*
2252  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2253  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2254  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2255  * the task is still ->on_rq.
2256  */
2257 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2258 {
2259         struct rq_flags rf;
2260         struct rq *rq;
2261         int ret = 0;
2262
2263         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2264         if (task_on_rq_queued(p)) {
2265                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2266                 update_rq_clock(rq);
2267                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2268                 ret = 1;
2269         }
2270         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2271
2272         return ret;
2273 }
2274
2275 #ifdef CONFIG_SMP
2276 void sched_ttwu_pending(void)
2277 {
2278         struct rq *rq = this_rq();
2279         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2280         struct task_struct *p, *t;
2281         struct rq_flags rf;
2282
2283         if (!llist)
2284                 return;
2285
2286         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2287         update_rq_clock(rq);
2288
2289         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2290                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2291
2292         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2293 }
2294
2295 void scheduler_ipi(void)
2296 {
2297         /*
2298          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
2299          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
2300          * this IPI.
2301          */
2302         preempt_fold_need_resched();
2303
2304         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2305                 return;
2306
2307         /*
2308          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2309          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2310          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2311          * we do call them.
2312          *
2313          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2314          * properly.
2315          *
2316          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2317          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2318          * somewhat pessimize the simple resched case.
2319          */
2320         irq_enter();
2321         sched_ttwu_pending();
2322
2323         /*
2324          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2325          */
2326         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
2327                 this_rq()->idle_balance = 1;
2328                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2329         }
2330         irq_exit();
2331 }
2332
2333 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2334 {
2335         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2336
2337         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2338
2339         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
2340                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2341                         smp_send_reschedule(cpu);
2342                 else
2343                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2344         }
2345 }
2346
2347 void wake_up_if_idle(int cpu)
2348 {
2349         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2350         struct rq_flags rf;
2351
2352         rcu_read_lock();
2353
2354         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2355                 goto out;
2356
2357         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2358                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2359         } else {
2360                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2361                 if (is_idle_task(rq->curr))
2362                         smp_send_reschedule(cpu);
2363                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2364                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2365         }
2366
2367 out:
2368         rcu_read_unlock();
2369 }
2370
2371 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2372 {
2373         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2374 }
2375 #endif /* CONFIG_SMP */
2376
2377 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2378 {
2379         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2380         struct rq_flags rf;
2381
2382 #if defined(CONFIG_SMP)
2383         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2384                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2385                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
2386                 return;
2387         }
2388 #endif
2389
2390         rq_lock(rq, &rf);
2391         update_rq_clock(rq);
2392         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2393         rq_unlock(rq, &rf);
2394 }
2395
2396 /*
2397  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2398  *
2399  *  MIGRATION
2400  *
2401  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2402  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2403  * execution on its new CPU [c1].
2404  *
2405  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2406  *
2407  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2408  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2409  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2410  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2411  *
2412  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2413  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2414  *
2415  * Example:
2416  *
2417  *   CPU0            CPU1            CPU2
2418  *
2419  *   LOCK rq(0)->lock
2420  *   sched-out X
2421  *   sched-in Y
2422  *   UNLOCK rq(0)->lock
2423  *
2424  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2425  *                                   dequeue X
2426  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2427  *
2428  *                                   LOCK rq(1)->lock
2429  *                                   enqueue X
2430  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2431  *
2432  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2433  *                   sched-out Z
2434  *                   sched-in X
2435  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2436  *
2437  *
2438  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2439  *
2440  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2441  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2442  * chain to provide order. Instead we do:
2443  *
2444  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2445  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2446  *
2447  * Example:
2448  *
2449  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2450  *
2451  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2452  *   dequeue X
2453  *   sched-out X
2454  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2455  *
2456  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2457  *                    X->state = WAKING
2458  *                    set_task_cpu(X,2)
2459  *
2460  *                    LOCK rq(2)->lock
2461  *                    enqueue X
2462  *                    X->state = RUNNING
2463  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2464  *
2465  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2466  *                                          sched-out Z
2467  *                                          sched-in X
2468  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2469  *
2470  *                    UNLOCK X->pi_lock
2471  *   UNLOCK rq(0)->lock
2472  *
2473  *
2474  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2475  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2476  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2477  */
2478
2479 /**
2480  * try_to_wake_up - wake up a thread
2481  * @p: the thread to be awakened
2482  * @state: the mask of task states that can be woken
2483  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2484  *
2485  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2486  *
2487  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2488  *
2489  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2490  * set_current_state().
2491  *
2492  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2493  * state; see set_current_state().
2494  *
2495  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2496  *         %false otherwise.
2497  */
2498 static int
2499 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2500 {
2501         unsigned long flags;
2502         int cpu, success = 0;
2503
2504         preempt_disable();
2505         if (p == current) {
2506                 /*
2507                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2508                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2509                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2510                  * without taking any locks.
2511                  *
2512                  * In particular:
2513                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2514                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2515                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2516                  */
2517                 if (!(p->state & state))
2518                         goto out;
2519
2520                 success = 1;
2521                 cpu = task_cpu(p);
2522                 trace_sched_waking(p);
2523                 p->state = TASK_RUNNING;
2524                 trace_sched_wakeup(p);
2525                 goto out;
2526         }
2527
2528         /*
2529          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2530          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2531          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2532          * set_current_state() the waiting thread does.
2533          */
2534         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2535         smp_mb__after_spinlock();
2536         if (!(p->state & state))
2537                 goto unlock;
2538
2539         trace_sched_waking(p);
2540
2541         /* We're going to change ->state: */
2542         success = 1;
2543         cpu = task_cpu(p);
2544
2545         /*
2546          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2547          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2548          * in smp_cond_load_acquire() below.
2549          *
2550          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2551          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2552          *   UNLOCK rq->lock
2553          *
2554          * __schedule() (switch to task 'p')
2555          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2556          *   smp_mb__after_spinlock();
2557          *   UNLOCK rq->lock
2558          *
2559          * [task p]
2560          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2561          *
2562          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2563          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2564          */
2565         smp_rmb();
2566         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2567                 goto unlock;
2568
2569 #ifdef CONFIG_SMP
2570         /*
2571          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2572          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2573          *
2574          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2575          * from the runqueue.
2576          *
2577          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2578          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2579          *   UNLOCK rq->lock
2580          *
2581          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2582          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2583          *   smp_mb__after_spinlock();
2584          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2585          *
2586          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2587          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2588          */
2589         smp_rmb();
2590
2591         /*
2592          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2593          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2594          *
2595          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2596          *
2597          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2598          * their previous state and preserve Program Order.
2599          */
2600         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2601
2602         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2603         p->state = TASK_WAKING;
2604
2605         if (p->in_iowait) {
2606                 delayacct_blkio_end(p);
2607                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2608         }
2609
2610         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2611         if (task_cpu(p) != cpu) {
2612                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2613                 psi_ttwu_dequeue(p);
2614                 set_task_cpu(p, cpu);
2615         }
2616
2617 #else /* CONFIG_SMP */
2618
2619         if (p->in_iowait) {
2620                 delayacct_blkio_end(p);
2621                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2622         }
2623
2624 #endif /* CONFIG_SMP */
2625
2626         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2627 unlock:
2628         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2629 out:
2630         if (success)
2631                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2632         preempt_enable();
2633
2634         return success;
2635 }
2636
2637 /**
2638  * wake_up_process - Wake up a specific process
2639  * @p: The process to be woken up.
2640  *
2641  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2642  * processes.
2643  *
2644  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2645  *
2646  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2647  */
2648 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2649 {
2650         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2651 }
2652 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2653
2654 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2655 {
2656         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2657 }
2658
2659 /*
2660  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2661  * p is forked by current.
2662  *
2663  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2664  */
2665 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2666 {
2667         p->on_rq                        = 0;
2668
2669         p->se.on_rq                     = 0;
2670         p->se.exec_start                = 0;
2671         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2672         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2673         p->se.nr_migrations             = 0;
2674         p->se.vruntime                  = 0;
2675         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2676
2677 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2678         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2679 #endif
2680
2681 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2682         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2683         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2684 #endif
2685
2686         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2687         init_dl_task_timer(&p->dl);
2688         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2689         __dl_clear_params(p);
2690
2691         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2692         p->rt.timeout           = 0;
2693         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2694         p->rt.on_rq             = 0;
2695         p->rt.on_list           = 0;
2696
2697 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2698         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2699 #endif
2700
2701 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2702         p->capture_control = NULL;
2703 #endif
2704         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2705 }
2706
2707 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2708
2709 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2710
2711 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2712 {
2713         if (enabled)
2714                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2715         else
2716                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2717 }
2718
2719 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2720 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2721                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2722 {
2723         struct ctl_table t;
2724         int err;
2725         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2726
2727         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2728                 return -EPERM;
2729
2730         t = *table;
2731         t.data = &state;
2732         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2733         if (err < 0)
2734                 return err;
2735         if (write)
2736                 set_numabalancing_state(state);
2737         return err;
2738 }
2739 #endif
2740 #endif
2741
2742 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2743
2744 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2745 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2746
2747 static void set_schedstats(bool enabled)
2748 {
2749         if (enabled)
2750                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2751         else
2752                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2753 }
2754
2755 void force_schedstat_enabled(void)
2756 {
2757         if (!schedstat_enabled()) {
2758                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2759                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2760         }
2761 }
2762
2763 static int __init setup_schedstats(char *str)
2764 {
2765         int ret = 0;
2766         if (!str)
2767                 goto out;
2768
2769         /*
2770          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2771          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2772          * variable so init_schedstats() can do it later.
2773          */
2774         if (!strcmp(str, "enable")) {
2775                 __sched_schedstats = true;
2776                 ret = 1;
2777         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2778                 __sched_schedstats = false;
2779                 ret = 1;
2780         }
2781 out:
2782         if (!ret)
2783                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2784
2785         return ret;
2786 }
2787 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2788
2789 static void __init init_schedstats(void)
2790 {
2791         set_schedstats(__sched_schedstats);
2792 }
2793
2794 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2795 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2796                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2797 {
2798         struct ctl_table t;
2799         int err;
2800         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2801
2802         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2803                 return -EPERM;
2804
2805         t = *table;
2806         t.data = &state;
2807         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2808         if (err < 0)
2809                 return err;
2810         if (write)
2811                 set_schedstats(state);
2812         return err;
2813 }
2814 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2815 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2816 static inline void init_schedstats(void) {}
2817 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2818
2819 /*
2820  * fork()/clone()-time setup:
2821  */
2822 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2823 {
2824         unsigned long flags;
2825
2826         __sched_fork(clone_flags, p);
2827         /*
2828          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2829          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2830          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2831          */
2832         p->state = TASK_NEW;
2833
2834         /*
2835          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2836          */
2837         p->prio = current->normal_prio;
2838
2839         uclamp_fork(p);
2840
2841         /*
2842          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2843          */
2844         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2845                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2846                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2847                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2848                         p->rt_priority = 0;
2849                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2850                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2851
2852                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2853                 set_load_weight(p, false);
2854
2855                 /*
2856                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2857                  * fulfilled its duty:
2858                  */
2859                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2860         }
2861
2862         if (dl_prio(p->prio))
2863                 return -EAGAIN;
2864         else if (rt_prio(p->prio))
2865                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2866         else
2867                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2868
2869         init_entity_runnable_average(&p->se);
2870
2871         /*
2872          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2873          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2874          * is ran before sched_fork().
2875          *
2876          * Silence PROVE_RCU.
2877          */
2878         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2879         /*
2880          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2881          * so use __set_task_cpu().
2882          */
2883         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2884         if (p->sched_class->task_fork)
2885                 p->sched_class->task_fork(p);
2886         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2887
2888 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2889         if (likely(sched_info_on()))
2890                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2891 #endif
2892 #if defined(CONFIG_SMP)
2893         p->on_cpu = 0;
2894 #endif
2895         init_task_preempt_count(p);
2896 #ifdef CONFIG_SMP
2897         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2898         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2899 #endif
2900         return 0;
2901 }
2902
2903 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2904 {
2905         if (runtime == RUNTIME_INF)
2906                 return BW_UNIT;
2907
2908         /*
2909          * Doing this here saves a lot of checks in all
2910          * the calling paths, and returning zero seems
2911          * safe for them anyway.
2912          */
2913         if (period == 0)
2914                 return 0;
2915
2916         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2917 }
2918
2919 /*
2920  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2921  *
2922  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2923  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2924  * on the runqueue and wakes it.
2925  */
2926 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2927 {
2928         struct rq_flags rf;
2929         struct rq *rq;
2930
2931         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2932         p->state = TASK_RUNNING;
2933 #ifdef CONFIG_SMP
2934         /*
2935          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2936          *  - cpus_ptr can change in the fork path
2937          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2938          *
2939          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2940          * as we're not fully set-up yet.
2941          */
2942         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2943         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2944 #endif
2945         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2946         update_rq_clock(rq);
2947         post_init_entity_util_avg(p);
2948
2949         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2950         trace_sched_wakeup_new(p);
2951         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2952 #ifdef CONFIG_SMP
2953         if (p->sched_class->task_woken) {
2954                 /*
2955                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2956                  * drop it.
2957                  */
2958                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2959                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2960                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2961         }
2962 #endif
2963         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2964 }
2965
2966 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2967
2968 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2969
2970 void preempt_notifier_inc(void)
2971 {
2972         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2973 }
2974 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2975
2976 void preempt_notifier_dec(void)
2977 {
2978         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2979 }
2980 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2981
2982 /**
2983  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2984  * @notifier: notifier struct to register
2985  */
2986 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2987 {
2988         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2989                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2990
2991         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2992 }
2993 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2994
2995 /**
2996  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2997  * @notifier: notifier struct to unregister
2998  *
2999  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3000  */
3001 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3002 {
3003         hlist_del(&notifier->link);
3004 }
3005 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3006
3007 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3008 {
3009         struct preempt_notifier *notifier;
3010
3011         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3012                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3013 }
3014
3015 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3016 {
3017         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3018                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3019 }
3020
3021 static void
3022 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3023                                    struct task_struct *next)
3024 {
3025         struct preempt_notifier *notifier;
3026
3027         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3028                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3029 }
3030
3031 static __always_inline void
3032 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3033                                  struct task_struct *next)
3034 {
3035         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3036                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3037 }
3038
3039 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3040
3041 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3042 {
3043 }
3044
3045 static inline void
3046 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3047                                  struct task_struct *next)
3048 {
3049 }
3050
3051 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3052
3053 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3054 {
3055 #ifdef CONFIG_SMP
3056         /*
3057          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3058          * such that any running task will have this set.
3059          */
3060         next->on_cpu = 1;
3061 #endif
3062 }
3063
3064 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3065 {
3066 #ifdef CONFIG_SMP
3067         /*
3068          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3069          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3070          * finished.
3071          *
3072          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3073          * happen before this.
3074          *
3075          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3076          */
3077         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3078 #endif
3079 }
3080
3081 static inline void
3082 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3083 {
3084         /*
3085          * Since the runqueue lock will be released by the next
3086          * task (which is an invalid locking op but in the case
3087          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3088          * do an early lockdep release here:
3089          */
3090         rq_unpin_lock(rq, rf);
3091         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3092 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3093         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3094         rq->lock.owner = next;
3095 #endif
3096 }
3097
3098 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3099 {
3100         /*
3101          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3102          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3103          * prev into current:
3104          */
3105         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3106         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3107 }
3108
3109 /*
3110  * NOP if the arch has not defined these:
3111  */
3112
3113 #ifndef prepare_arch_switch
3114 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3115 #endif
3116
3117 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3118 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3119 #endif
3120
3121 /**
3122  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3123  * @rq: the runqueue preparing to switch
3124  * @prev: the current task that is being switched out
3125  * @next: the task we are going to switch to.
3126  *
3127  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3128  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3129  * switch.
3130  *
3131  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3132  * hooks.
3133  */
3134 static inline void
3135 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3136                     struct task_struct *next)
3137 {
3138         kcov_prepare_switch(prev);
3139         sched_info_switch(rq, prev, next);
3140         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3141         rseq_preempt(prev);
3142         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3143         prepare_task(next);
3144         prepare_arch_switch(next);
3145 }
3146
3147 /**
3148  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3149  * @prev: the thread we just switched away from.
3150  *
3151  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3152  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3153  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3154  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3155  *
3156  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3157  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3158  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3159  * details.)
3160  *
3161  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3162  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3163  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3164  * because prev may have moved to another CPU.
3165  */
3166 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3167         __releases(rq->lock)
3168 {
3169         struct rq *rq = this_rq();
3170         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3171         long prev_state;
3172
3173         /*
3174          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3175          * because it left us after:
3176          *
3177          *      schedule()
3178          *        preempt_disable();                    // 1
3179          *        __schedule()
3180          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3181          *
3182          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3183          */
3184         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3185                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3186                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3187                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3188
3189         rq->prev_mm = NULL;
3190
3191         /*
3192          * A task struct has one reference for the use as "current".
3193          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3194          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3195          * the scheduled task must drop that reference.
3196          *
3197          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3198          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3199          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3200          * transition, resulting in a double drop.
3201          */
3202         prev_state = prev->state;
3203         vtime_task_switch(prev);
3204         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3205         finish_task(prev);
3206         finish_lock_switch(rq);
3207         finish_arch_post_lock_switch();
3208         kcov_finish_switch(current);
3209
3210         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3211         /*
3212          * When switching through a kernel thread, the loop in
3213          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3214          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3215          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3216          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3217          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3218          *
3219          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3220          *   provided by mmdrop(),
3221          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3222          */
3223         if (mm) {
3224                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3225                 mmdrop(mm);
3226         }
3227         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3228                 if (prev->sched_class->task_dead)
3229                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3230
3231                 /*
3232                  * Remove function-return probe instances associated with this
3233                  * task and put them back on the free list.
3234                  */
3235                 kprobe_flush_task(prev);
3236
3237                 /* Task is done with its stack. */
3238                 put_task_stack(prev);
3239
3240                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3241         }
3242
3243         tick_nohz_task_switch();
3244         return rq;
3245 }
3246
3247 #ifdef CONFIG_SMP
3248
3249 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3250 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3251 {
3252         struct callback_head *head, *next;
3253         void (*func)(struct rq *rq);
3254         unsigned long flags;
3255
3256         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3257         head = rq->balance_callback;
3258         rq->balance_callback = NULL;
3259         while (head) {
3260                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3261                 next = head->next;
3262                 head->next = NULL;
3263                 head = next;
3264
3265                 func(rq);
3266         }
3267         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3268 }
3269
3270 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3271 {
3272         if (unlikely(rq->balance_callback))
3273                 __balance_callback(rq);
3274 }
3275
3276 #else
3277
3278 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3279 {
3280 }
3281
3282 #endif
3283
3284 /**
3285  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3286  * @prev: the thread we just switched away from.
3287  */
3288 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3289         __releases(rq->lock)
3290 {
3291         struct rq *rq;
3292
3293         /*
3294          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3295          * finish_task_switch() for details.
3296          *
3297          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3298          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3299          * PREEMPT_COUNT kernels).
3300          */
3301
3302         rq = finish_task_switch(prev);
3303         balance_callback(rq);
3304         preempt_enable();
3305
3306         if (current->set_child_tid)
3307                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3308
3309         calculate_sigpending();
3310 }
3311
3312 /*
3313  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3314  */
3315 static __always_inline struct rq *
3316 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3317                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3318 {
3319         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3320
3321         /*
3322          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3323          * combine the page table reload and the switch backend into
3324          * one hypercall.
3325          */
3326         arch_start_context_switch(prev);
3327
3328         /*
3329          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3330          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3331          *
3332          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3333          *   user ->   user   switch
3334          */
3335         if (!next->mm) {                                // to kernel
3336                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3337
3338                 next->active_mm = prev->active_mm;
3339                 if (prev->mm)                           // from user
3340                         mmgrab(prev->active_mm);
3341                 else
3342                         prev->active_mm = NULL;
3343         } else {                                        // to user
3344                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3345                 /*
3346                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3347                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3348                  *
3349                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3350                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3351                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3352                  */
3353                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3354
3355                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3356                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3357                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3358                         prev->active_mm = NULL;
3359                 }
3360         }
3361
3362         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3363
3364         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3365
3366         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3367         switch_to(prev, next, prev);
3368         barrier();
3369
3370         return finish_task_switch(prev);
3371 }
3372
3373 /*
3374  * nr_running and nr_context_switches:
3375  *
3376  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3377  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3378  */
3379 unsigned long nr_running(void)
3380 {
3381         unsigned long i, sum = 0;
3382
3383         for_each_online_cpu(i)
3384                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3385
3386         return sum;
3387 }
3388
3389 /*
3390  * Check if only the current task is running on the CPU.
3391  *
3392  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3393  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3394  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3395  *
3396  * - from a non-preemptible section (of course)
3397  *
3398  * - from a thread that is bound to a single CPU
3399  *
3400  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3401  */
3402 bool single_task_running(void)
3403 {
3404         return raw_rq()->nr_running == 1;
3405 }
3406 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3407
3408 unsigned long long nr_context_switches(void)
3409 {
3410         int i;
3411         unsigned long long sum = 0;
3412
3413         for_each_possible_cpu(i)
3414                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3415
3416         return sum;
3417 }
3418
3419 /*
3420  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3421  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3422  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3423  * it does become runnable.
3424  */
3425
3426 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3427 {
3428         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3429 }
3430
3431 /*
3432  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3433  *
3434  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3435  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3436  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3437  *
3438  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3439  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3440  * running and we'd not be idle.
3441  *
3442  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3443  * is broken.
3444  *
3445  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3446  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3447  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3448  * utilising both CPUs.
3449  *
3450  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3451  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3452  *
3453  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3454  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3455  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3456  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3457  *
3458  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3459  */
3460
3461 unsigned long nr_iowait(void)
3462 {
3463         unsigned long i, sum = 0;
3464
3465         for_each_possible_cpu(i)
3466                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3467
3468         return sum;
3469 }
3470
3471 #ifdef CONFIG_SMP
3472
3473 /*
3474  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3475  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3476  */
3477 void sched_exec(void)
3478 {
3479         struct task_struct *p = current;
3480         unsigned long flags;
3481         int dest_cpu;
3482
3483         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3484         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3485         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3486                 goto unlock;
3487
3488         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3489                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3490
3491                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3492                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3493                 return;
3494         }
3495 unlock:
3496         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3497 }
3498
3499 #endif
3500
3501 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3502 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3503
3504 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3505 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3506
3507 /*
3508  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3509  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3510  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3511  * Prefetching this data results in improved performance.
3512  */
3513 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3514 {
3515 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3516         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3517 #else
3518         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3519 #endif
3520         prefetch(curr);
3521         prefetch(&curr->exec_start);
3522 }
3523
3524 /*
3525  * Return accounted runtime for the task.
3526  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3527  * pending runtime that have not been accounted yet.
3528  */
3529 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3530 {
3531         struct rq_flags rf;
3532         struct rq *rq;
3533         u64 ns;
3534
3535 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3536         /*
3537          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3538          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3539          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3540          *
3541          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3542          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3543          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3544          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3545          * been accounted, so we're correct here as well.
3546          */
3547         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3548                 return p->se.sum_exec_runtime;
3549 #endif
3550
3551         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3552         /*
3553          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3554          * project cycles that may never be accounted to this
3555          * thread, breaking clock_gettime().
3556          */
3557         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3558                 prefetch_curr_exec_start(p);
3559                 update_rq_clock(rq);
3560                 p->sched_class->update_curr(rq);
3561         }
3562         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3563         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3564
3565         return ns;
3566 }
3567
3568 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, thermal_pressure);
3569
3570 void arch_set_thermal_pressure(struct cpumask *cpus,
3571                                unsigned long th_pressure)
3572 {
3573         int cpu;
3574
3575         for_each_cpu(cpu, cpus)
3576                 WRITE_ONCE(per_cpu(thermal_pressure, cpu), th_pressure);
3577 }
3578
3579 /*
3580  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3581  * We call it with interrupts disabled.
3582  */
3583 void scheduler_tick(void)
3584 {
3585         int cpu = smp_processor_id();
3586         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3587         struct task_struct *curr = rq->curr;
3588         struct rq_flags rf;
3589         unsigned long thermal_pressure;
3590
3591         arch_scale_freq_tick();
3592         sched_clock_tick();
3593
3594         rq_lock(rq, &rf);
3595
3596         update_rq_clock(rq);
3597         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
3598         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
3599         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3600         calc_global_load_tick(rq);
3601         psi_task_tick(rq);
3602
3603         rq_unlock(rq, &rf);
3604
3605         perf_event_task_tick();
3606
3607 #ifdef CONFIG_SMP
3608         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3609         trigger_load_balance(rq);
3610 #endif
3611 }
3612
3613 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3614
3615 struct tick_work {
3616         int                     cpu;
3617         atomic_t                state;
3618         struct delayed_work     work;
3619 };
3620 /* Values for ->state, see diagram below. */
3621 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3622 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3623 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3624
3625 /*
3626  * State diagram for ->state:
3627  *
3628  *
3629  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3630  *                    |   ^
3631  *                    |   |
3632  *                    |   | sched_tick_remote()
3633  *                    |   |
3634  *                    |   |
3635  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3636  *                    |   ^
3637  *                    |   |
3638  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3639  *                    |   |
3640  *                    V   |
3641  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3642  *
3643  *
3644  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3645  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3646  */
3647
3648 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3649
3650 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3651 {
3652         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3653         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3654         int cpu = twork->cpu;
3655         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3656         struct task_struct *curr;
3657         struct rq_flags rf;
3658         u64 delta;
3659         int os;
3660
3661         /*
3662          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3663          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3664          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3665          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3666          * of when exactly it is running.
3667          */
3668         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3669                 goto out_requeue;
3670
3671         rq_lock_irq(rq, &rf);
3672         curr = rq->curr;
3673         if (cpu_is_offline(cpu))
3674                 goto out_unlock;
3675
3676         update_rq_clock(rq);
3677
3678         if (!is_idle_task(curr)) {
3679                 /*
3680                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3681                  * amount of time.
3682                  */
3683                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3684                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3685         }
3686         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3687
3688         calc_load_nohz_remote(rq);
3689 out_unlock:
3690         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3691 out_requeue:
3692
3693         /*
3694          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3695          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3696          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3697          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3698          */
3699         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3700         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3701         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3702                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3703 }
3704
3705 static void sched_tick_start(int cpu)
3706 {
3707         int os;
3708         struct tick_work *twork;
3709
3710         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3711                 return;
3712
3713         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3714
3715         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3716         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3717         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3718         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3719                 twork->cpu = cpu;
3720                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3721                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3722         }
3723 }
3724
3725 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3726 static void sched_tick_stop(int cpu)
3727 {
3728         struct tick_work *twork;
3729         int os;
3730
3731         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3732                 return;
3733
3734         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3735
3736         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3737         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3738         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3739         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3740         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3741 }
3742 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3743
3744 int __init sched_tick_offload_init(void)
3745 {
3746         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3747         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3748         return 0;
3749 }
3750
3751 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3752 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3753 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3754 #endif
3755
3756 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3757                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3758 /*
3759  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3760  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3761  */
3762 static inline void preempt_latency_start(int val)
3763 {
3764         if (preempt_count() == val) {
3765                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3766 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3767                 current->preempt_disable_ip = ip;
3768 #endif
3769                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3770         }
3771 }
3772
3773 void preempt_count_add(int val)
3774 {
3775 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3776         /*
3777          * Underflow?
3778          */
3779         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3780                 return;
3781 #endif
3782         __preempt_count_add(val);
3783 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3784         /*
3785          * Spinlock count overflowing soon?
3786          */
3787         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3788                                 PREEMPT_MASK - 10);
3789 #endif
3790         preempt_latency_start(val);
3791 }
3792 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3793 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3794
3795 /*
3796  * If the value passed in equals to the current preempt count
3797  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3798  */
3799 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3800 {
3801         if (preempt_count() == val)
3802                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3803 }
3804
3805 void preempt_count_sub(int val)
3806 {
3807 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3808         /*
3809          * Underflow?
3810          */
3811         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3812                 return;
3813         /*
3814          * Is the spinlock portion underflowing?
3815          */
3816         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3817                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3818                 return;
3819 #endif
3820
3821         preempt_latency_stop(val);
3822         __preempt_count_sub(val);
3823 }
3824 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3825 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3826
3827 #else
3828 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3829 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3830 #endif
3831
3832 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3833 {
3834 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3835         return p->preempt_disable_ip;
3836 #else
3837         return 0;
3838 #endif
3839 }
3840
3841 /*
3842  * Print scheduling while atomic bug:
3843  */
3844 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3845 {
3846         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3847         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3848
3849         if (oops_in_progress)
3850                 return;
3851
3852         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3853                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3854
3855         debug_show_held_locks(prev);
3856         print_modules();
3857         if (irqs_disabled())
3858                 print_irqtrace_events(prev);
3859         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3860             && in_atomic_preempt_off()) {
3861                 pr_err("Preemption disabled at:");
3862                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3863                 pr_cont("\n");
3864         }
3865         if (panic_on_warn)
3866                 panic("scheduling while atomic\n");
3867
3868         dump_stack();
3869         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3870 }
3871
3872 /*
3873  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3874  */
3875 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3876 {
3877 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3878         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3879                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3880 #endif
3881
3882 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3883         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3884                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3885                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3886                 dump_stack();
3887                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3888         }
3889 #endif
3890
3891         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3892                 __schedule_bug(prev);
3893                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3894         }
3895         rcu_sleep_check();
3896
3897         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3898
3899         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3900 }
3901
3902 /*
3903  * Pick up the highest-prio task:
3904  */
3905 static inline struct task_struct *
3906 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3907 {
3908         const struct sched_class *class;
3909         struct task_struct *p;
3910
3911         /*
3912          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3913          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3914          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3915          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3916          */
3917         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3918                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3919                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3920
3921                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
3922                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3923                         goto restart;
3924
3925                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3926                 if (!p) {
3927                         put_prev_task(rq, prev);
3928                         p = pick_next_task_idle(rq);
3929                 }
3930
3931                 return p;
3932         }
3933
3934 restart:
3935 #ifdef CONFIG_SMP
3936         /*
3937          * We must do the balancing pass before put_next_task(), such
3938          * that when we release the rq->lock the task is in the same
3939          * state as before we took rq->lock.
3940          *
3941          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
3942          * a runnable task of @class priority or higher.
3943          */
3944         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
3945                 if (class->balance(rq, prev, rf))
3946                         break;
3947         }
3948 #endif
3949
3950         put_prev_task(rq, prev);
3951
3952         for_each_class(class) {
3953                 p = class->pick_next_task(rq);
3954                 if (p)
3955                         return p;
3956         }
3957
3958         /* The idle class should always have a runnable task: */
3959         BUG();
3960 }
3961
3962 /*
3963  * __schedule() is the main scheduler function.
3964  *
3965  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3966  *
3967  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3968  *
3969  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3970  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3971  *
3972  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3973  *      interrupt handler scheduler_tick().
3974  *
3975  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3976  *      task to the run-queue and that's it.
3977  *
3978  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3979  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3980  *      called on the nearest possible occasion:
3981  *
3982  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
3983  *
3984  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3985  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3986  *           spin_unlock()!)
3987  *
3988  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3989  *           preemptible context
3990  *
3991  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
3992  *         then at the next:
3993  *
3994  *          - cond_resched() call
3995  *          - explicit schedule() call
3996  *          - return from syscall or exception to user-space
3997  *          - return from interrupt-handler to user-space
3998  *
3999  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4000  */
4001 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4002 {
4003         struct task_struct *prev, *next;
4004         unsigned long *switch_count;
4005         struct rq_flags rf;
4006         struct rq *rq;
4007         int cpu;
4008
4009         cpu = smp_processor_id();
4010         rq = cpu_rq(cpu);
4011         prev = rq->curr;
4012
4013         schedule_debug(prev, preempt);
4014
4015         if (sched_feat(HRTICK))
4016                 hrtick_clear(rq);
4017
4018         local_irq_disable();
4019         rcu_note_context_switch(preempt);
4020
4021         /*
4022          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4023          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4024          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4025          *
4026          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4027          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4028          */
4029         rq_lock(rq, &rf);
4030         smp_mb__after_spinlock();
4031
4032         /* Promote REQ to ACT */
4033         rq->clock_update_flags <<= 1;
4034         update_rq_clock(rq);
4035
4036         switch_count = &prev->nivcsw;
4037         if (!preempt && prev->state) {
4038                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4039                         prev->state = TASK_RUNNING;
4040                 } else {
4041                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4042
4043                         if (prev->in_iowait) {
4044                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4045                                 delayacct_blkio_start();
4046                         }
4047                 }
4048                 switch_count = &prev->nvcsw;
4049         }
4050
4051         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4052         clear_tsk_need_resched(prev);
4053         clear_preempt_need_resched();
4054
4055         if (likely(prev != next)) {
4056                 rq->nr_switches++;
4057                 /*
4058                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4059                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4060                  */
4061                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4062                 /*
4063                  * The membarrier system call requires each architecture
4064                  * to have a full memory barrier after updating
4065                  * rq->curr, before returning to user-space.
4066                  *
4067                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4068                  * various architectures:
4069                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4070                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4071                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4072                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4073                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4074                  *   is a RELEASE barrier),
4075                  */
4076                 ++*switch_count;
4077
4078                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
4079
4080                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4081
4082                 /* Also unlocks the rq: */
4083                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4084         } else {
4085                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4086                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4087         }
4088
4089         balance_callback(rq);
4090 }
4091
4092 void __noreturn do_task_dead(void)
4093 {
4094         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4095         set_special_state(TASK_DEAD);
4096
4097         /* Tell freezer to ignore us: */
4098         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4099
4100         __schedule(false);
4101         BUG();
4102
4103         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4104         for (;;)
4105                 cpu_relax();
4106 }
4107
4108 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4109 {
4110         if (!tsk->state)
4111                 return;
4112
4113         /*
4114          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4115          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4116          * As this function is called inside the schedule() context,
4117          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4118          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4119          * requires it.
4120          */
4121         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4122                 preempt_disable();
4123                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4124                         wq_worker_sleeping(tsk);
4125                 else
4126                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4127                 preempt_enable_no_resched();
4128         }
4129
4130         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4131                 return;
4132
4133         /*
4134          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4135          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4136          */
4137         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4138                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4139 }
4140
4141 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4142 {
4143         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4144                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4145                         wq_worker_running(tsk);
4146                 else
4147                         io_wq_worker_running(tsk);
4148         }
4149 }
4150
4151 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4152 {
4153         struct task_struct *tsk = current;
4154
4155         sched_submit_work(tsk);
4156         do {
4157                 preempt_disable();
4158                 __schedule(false);
4159                 sched_preempt_enable_no_resched();
4160         } while (need_resched());
4161         sched_update_worker(tsk);
4162 }
4163 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4164
4165 /*
4166  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4167  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4168  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4169  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4170  * (schedule out non-voluntarily).
4171  *
4172  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4173  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4174  */
4175 void __sched schedule_idle(void)
4176 {
4177         /*
4178          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4179          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4180          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4181          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4182          * TASK_RUNNING state.
4183          */
4184         WARN_ON_ONCE(current->state);
4185         do {
4186                 __schedule(false);
4187         } while (need_resched());
4188 }
4189
4190 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4191 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4192 {
4193         /*
4194          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4195          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4196          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4197          * we find a better solution.
4198          *
4199          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4200          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4201          * too frequently to make sense yet.
4202          */
4203         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4204         schedule();
4205         exception_exit(prev_state);
4206 }
4207 #endif
4208
4209 /**
4210  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4211  *
4212  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4213  */
4214 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4215 {
4216         sched_preempt_enable_no_resched();
4217         schedule();
4218         preempt_disable();
4219 }
4220
4221 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4222 {
4223         do {
4224                 /*
4225                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4226                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4227                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4228                  * by the function tracer will call this function again and
4229                  * cause infinite recursion.
4230                  *
4231                  * Preemption must be disabled here before the function
4232                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4233                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4234                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4235                  * which can also be traced by the function tracer.
4236                  */
4237                 preempt_disable_notrace();
4238                 preempt_latency_start(1);
4239                 __schedule(true);
4240                 preempt_latency_stop(1);
4241                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4242
4243                 /*
4244                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4245                  * between schedule and now.
4246                  */
4247         } while (need_resched());
4248 }
4249
4250 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4251 /*
4252  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4253  * off of preempt_enable.
4254  */
4255 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4256 {
4257         /*
4258          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4259          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4260          */
4261         if (likely(!preemptible()))
4262                 return;
4263
4264         preempt_schedule_common();
4265 }
4266 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4267 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4268
4269 /**
4270  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4271  *
4272  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4273  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4274  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4275  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4276  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4277  * to be called when the system is still in usermode.
4278  *
4279  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4280  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4281  * calling the scheduler.
4282  */
4283 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4284 {
4285         enum ctx_state prev_ctx;
4286
4287         if (likely(!preemptible()))
4288                 return;
4289
4290         do {
4291                 /*
4292                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4293                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4294                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4295                  * by the function tracer will call this function again and
4296                  * cause infinite recursion.
4297                  *
4298                  * Preemption must be disabled here before the function
4299                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4300                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4301                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4302                  * which can also be traced by the function tracer.
4303                  */
4304                 preempt_disable_notrace();
4305                 preempt_latency_start(1);
4306                 /*
4307                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4308                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4309                  * an infinite recursion.
4310                  */
4311                 prev_ctx = exception_enter();
4312                 __schedule(true);
4313                 exception_exit(prev_ctx);
4314
4315                 preempt_latency_stop(1);
4316                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4317         } while (need_resched());
4318 }
4319 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4320
4321 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4322
4323 /*
4324  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4325  * off of irq context.
4326  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4327  * protect us against recursive calling from irq.
4328  */
4329 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4330 {
4331         enum ctx_state prev_state;
4332
4333         /* Catch callers which need to be fixed */
4334         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4335
4336         prev_state = exception_enter();
4337
4338         do {
4339                 preempt_disable();
4340                 local_irq_enable();
4341                 __schedule(true);
4342                 local_irq_disable();
4343                 sched_preempt_enable_no_resched();
4344         } while (need_resched());
4345
4346         exception_exit(prev_state);
4347 }
4348
4349 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4350                           void *key)
4351 {
4352         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4353 }
4354 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4355
4356 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4357
4358 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4359 {
4360         if (pi_task)
4361                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4362
4363         return prio;
4364 }
4365
4366 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4367 {
4368         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4369
4370         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4371 }
4372
4373 /*
4374  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4375  * @p: task to boost
4376  * @pi_task: donor task
4377  *
4378  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4379  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4380  *
4381  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4382  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4383  */
4384 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4385 {
4386         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4387                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4388         const struct sched_class *prev_class;
4389         struct rq_flags rf;
4390         struct rq *rq;
4391
4392         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4393         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4394
4395         /*
4396          * If nothing changed; bail early.
4397          */
4398         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4399                 return;
4400
4401         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4402         update_rq_clock(rq);
4403         /*
4404          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4405          * either lock.
4406          *
4407          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4408          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4409          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4410          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4411          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4412          */
4413         p->pi_top_task = pi_task;
4414
4415         /*
4416          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4417          */
4418         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4419                 goto out_unlock;
4420
4421         /*
4422          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4423          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4424          *
4425          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4426          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4427          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4428          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4429          * with interrupts disabled and will complete the lock
4430          * protected section without being interrupted. So there is no
4431          * real need to boost.
4432          */
4433         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4434                 WARN_ON(p != rq->curr);
4435                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4436                 goto out_unlock;
4437         }
4438
4439         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4440         oldprio = p->prio;
4441
4442         if (oldprio == prio)
4443                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4444
4445         prev_class = p->sched_class;
4446         queued = task_on_rq_queued(p);
4447         running = task_current(rq, p);
4448         if (queued)
4449                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4450         if (running)
4451                 put_prev_task(rq, p);
4452
4453         /*
4454          * Boosting condition are:
4455          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4456          *      --> -dl task blocks on mutex A
4457          *
4458          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4459          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4460          *          running task
4461          */
4462         if (dl_prio(prio)) {
4463                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4464                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4465                         p->dl.dl_boosted = 1;
4466                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4467                 } else
4468                         p->dl.dl_boosted = 0;
4469                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4470         } else if (rt_prio(prio)) {
4471                 if (dl_prio(oldprio))
4472                         p->dl.dl_boosted = 0;
4473                 if (oldprio < prio)
4474                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4475                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4476         } else {
4477                 if (dl_prio(oldprio))
4478                         p->dl.dl_boosted = 0;
4479                 if (rt_prio(oldprio))
4480                         p->rt.timeout = 0;
4481                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4482         }
4483
4484         p->prio = prio;
4485
4486         if (queued)
4487                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4488         if (running)
4489                 set_next_task(rq, p);
4490
4491         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4492 out_unlock:
4493         /* Avoid rq from going away on us: */
4494         preempt_disable();
4495         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4496
4497         balance_callback(rq);
4498         preempt_enable();
4499 }
4500 #else
4501 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4502 {
4503         return prio;
4504 }
4505 #endif
4506
4507 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4508 {
4509         bool queued, running;
4510         int old_prio;
4511         struct rq_flags rf;
4512         struct rq *rq;
4513
4514         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4515                 return;
4516         /*
4517          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4518          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4519          */
4520         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4521         update_rq_clock(rq);
4522
4523         /*
4524          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4525          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4526          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4527          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4528          */
4529         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4530                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4531                 goto out_unlock;
4532         }
4533         queued = task_on_rq_queued(p);
4534         running = task_current(rq, p);
4535         if (queued)
4536                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4537         if (running)
4538                 put_prev_task(rq, p);
4539
4540         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4541         set_load_weight(p, true);
4542         old_prio = p->prio;
4543         p->prio = effective_prio(p);
4544
4545         if (queued)
4546                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4547         if (running)
4548                 set_next_task(rq, p);
4549
4550         /*
4551          * If the task increased its priority or is running and
4552          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4553          */
4554         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
4555
4556 out_unlock:
4557         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4558 }
4559 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4560
4561 /*
4562  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4563  * @p: task
4564  * @nice: nice value
4565  */
4566 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4567 {
4568         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4569         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4570
4571         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4572                 capable(CAP_SYS_NICE));
4573 }
4574
4575 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4576
4577 /*
4578  * sys_nice - change the priority of the current process.
4579  * @increment: priority increment
4580  *
4581  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4582  * does similar things.
4583  */
4584 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4585 {
4586         long nice, retval;
4587
4588         /*
4589          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4590          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4591          * and we have a single winner.
4592          */
4593         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4594         nice = task_nice(current) + increment;
4595
4596         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4597         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4598                 return -EPERM;
4599
4600         retval = security_task_setnice(current, nice);
4601         if (retval)
4602                 return retval;
4603
4604         set_user_nice(current, nice);
4605         return 0;
4606 }
4607
4608 #endif
4609
4610 /**
4611  * task_prio - return the priority value of a given task.
4612  * @p: the task in question.
4613  *
4614  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4615  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4616  * around 0, value goes from -16 to +15.
4617  */
4618 int task_prio(const struct task_struct *p)
4619 {
4620         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4621 }
4622
4623 /**
4624  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4625  * @cpu: the processor in question.
4626  *
4627  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4628  */
4629 int idle_cpu(int cpu)
4630 {
4631         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4632
4633         if (rq->curr != rq->idle)
4634                 return 0;
4635
4636         if (rq->nr_running)
4637                 return 0;
4638
4639 #ifdef CONFIG_SMP
4640         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4641                 return 0;
4642 #endif
4643
4644         return 1;
4645 }
4646
4647 /**
4648  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4649  * @cpu: the CPU in question.
4650  *
4651  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4652  */
4653 int available_idle_cpu(int cpu)
4654 {
4655         if (!idle_cpu(cpu))
4656                 return 0;
4657
4658         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4659                 return 0;
4660
4661         return 1;
4662 }
4663
4664 /**
4665  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4666  * @cpu: the processor in question.
4667  *
4668  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4669  */
4670 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4671 {
4672         return cpu_rq(cpu)->idle;
4673 }
4674
4675 /**
4676  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4677  * @pid: the pid in question.
4678  *
4679  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4680  */
4681 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4682 {
4683         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4684 }
4685
4686 /*
4687  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4688  * it calls know not to change it.
4689  */
4690 #define SETPARAM_POLICY -1
4691
4692 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4693                 const struct sched_attr *attr)
4694 {
4695         int policy = attr->sched_policy;
4696
4697         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4698                 policy = p->policy;
4699
4700         p->policy = policy;
4701
4702         if (dl_policy(policy))
4703                 __setparam_dl(p, attr);
4704         else if (fair_policy(policy))
4705                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4706
4707         /*
4708          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4709          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4710          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4711          */
4712         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4713         p->normal_prio = normal_prio(p);
4714         set_load_weight(p, true);
4715 }
4716
4717 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4718 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4719                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4720 {
4721         /*
4722          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4723          * either.
4724          */
4725         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4726                 return;
4727
4728         __setscheduler_params(p, attr);
4729
4730         /*
4731          * Keep a potential priority boosting if called from
4732          * sched_setscheduler().
4733          */
4734         p->prio = normal_prio(p);
4735         if (keep_boost)
4736                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4737
4738         if (dl_prio(p->prio))
4739                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4740         else if (rt_prio(p->prio))
4741                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4742         else
4743                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4744 }
4745
4746 /*
4747  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4748  */
4749 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4750 {
4751         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4752         bool match;
4753
4754         rcu_read_lock();
4755         pcred = __task_cred(p);
4756         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4757                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4758         rcu_read_unlock();
4759         return match;
4760 }
4761
4762 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4763                                 const struct sched_attr *attr,
4764                                 bool user, bool pi)
4765 {
4766         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4767                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4768         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4769         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4770         const struct sched_class *prev_class;
4771         struct rq_flags rf;
4772         int reset_on_fork;
4773         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4774         struct rq *rq;
4775
4776         /* The pi code expects interrupts enabled */
4777         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4778 recheck:
4779         /* Double check policy once rq lock held: */
4780         if (policy < 0) {
4781                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4782                 policy = oldpolicy = p->policy;
4783         } else {
4784                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4785
4786                 if (!valid_policy(policy))
4787                         return -EINVAL;
4788         }
4789
4790         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4791                 return -EINVAL;
4792
4793         /*
4794          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4795          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4796          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4797          */
4798         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4799             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4800                 return -EINVAL;
4801         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4802             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4803                 return -EINVAL;
4804
4805         /*
4806          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4807          */
4808         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4809                 if (fair_policy(policy)) {
4810                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4811                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4812                                 return -EPERM;
4813                 }
4814
4815                 if (rt_policy(policy)) {
4816                         unsigned long rlim_rtprio =
4817                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4818
4819                         /* Can't set/change the rt policy: */
4820                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4821                                 return -EPERM;
4822
4823                         /* Can't increase priority: */
4824                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4825                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4826                                 return -EPERM;
4827                 }
4828
4829                  /*
4830                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4831                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4832                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4833                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4834                   */
4835                 if (dl_policy(policy))
4836                         return -EPERM;
4837
4838                 /*
4839                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4840                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4841                  */
4842                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4843                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4844                                 return -EPERM;
4845                 }
4846
4847                 /* Can't change other user's priorities: */
4848                 if (!check_same_owner(p))
4849                         return -EPERM;
4850
4851                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4852                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4853                         return -EPERM;
4854         }
4855
4856         if (user) {
4857                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4858                         return -EINVAL;
4859
4860                 retval = security_task_setscheduler(p);
4861                 if (retval)
4862                         return retval;
4863         }
4864
4865         /* Update task specific "requested" clamps */
4866         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4867                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4868                 if (retval)
4869                         return retval;
4870         }
4871
4872         if (pi)
4873                 cpuset_read_lock();
4874
4875         /*
4876          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4877          * changing the priority of the task:
4878          *
4879          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4880          * runqueue lock must be held.
4881          */
4882         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4883         update_rq_clock(rq);
4884
4885         /*
4886          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4887          */
4888         if (p == rq->stop) {
4889                 retval = -EINVAL;
4890                 goto unlock;
4891         }
4892
4893         /*
4894          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4895          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4896          */
4897         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4898                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4899                         goto change;
4900                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4901                         goto change;
4902                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4903                         goto change;
4904                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4905                         goto change;
4906
4907                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4908                 retval = 0;
4909                 goto unlock;
4910         }
4911 change:
4912
4913         if (user) {
4914 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4915                 /*
4916                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4917                  * assigned.
4918                  */
4919                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4920                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4921                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4922                         retval = -EPERM;
4923                         goto unlock;
4924                 }
4925 #endif
4926 #ifdef CONFIG_SMP
4927                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
4928                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
4929                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4930
4931                         /*
4932                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4933                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4934                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4935                          */
4936                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
4937                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4938                                 retval = -EPERM;
4939                                 goto unlock;
4940                         }
4941                 }
4942 #endif
4943         }
4944
4945         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4946         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4947                 policy = oldpolicy = -1;
4948                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4949                 if (pi)
4950                         cpuset_read_unlock();
4951                 goto recheck;
4952         }
4953
4954         /*
4955          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4956          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4957          * is available.
4958          */
4959         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4960                 retval = -EBUSY;
4961                 goto unlock;
4962         }
4963
4964         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4965         oldprio = p->prio;
4966
4967         if (pi) {
4968                 /*
4969                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4970                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4971                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4972                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4973                  * itself.
4974                  */
4975                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4976                 if (new_effective_prio == oldprio)
4977                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4978         }
4979
4980         queued = task_on_rq_queued(p);
4981         running = task_current(rq, p);
4982         if (queued)
4983                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4984         if (running)
4985                 put_prev_task(rq, p);
4986
4987         prev_class = p->sched_class;
4988
4989         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4990         __setscheduler_uclamp(p, attr);
4991
4992         if (queued) {
4993                 /*
4994                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4995                  * increased (user space view).
4996                  */
4997                 if (oldprio < p->prio)
4998                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4999
5000                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5001         }
5002         if (running)
5003                 set_next_task(rq, p);
5004
5005         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5006
5007         /* Avoid rq from going away on us: */
5008         preempt_disable();
5009         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5010
5011         if (pi) {
5012                 cpuset_read_unlock();
5013                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5014         }
5015
5016         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5017         balance_callback(rq);
5018         preempt_enable();
5019
5020         return 0;
5021
5022 unlock:
5023         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5024         if (pi)
5025                 cpuset_read_unlock();
5026         return retval;
5027 }
5028
5029 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5030                                const struct sched_param *param, bool check)
5031 {
5032         struct sched_attr attr = {
5033                 .sched_policy   = policy,
5034                 .sched_priority = param->sched_priority,
5035                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5036         };
5037
5038         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5039         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5040                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5041                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5042                 attr.sched_policy = policy;
5043         }
5044
5045         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5046 }
5047 /**
5048  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5049  * @p: the task in question.
5050  * @policy: new policy.
5051  * @param: structure containing the new RT priority.
5052  *
5053  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5054  *
5055  * NOTE that the task may be already dead.
5056  */
5057 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5058                        const struct sched_param *param)
5059 {
5060         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5061 }
5062 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5063
5064 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5065 {
5066         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5067 }
5068 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5069
5070 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5071 {
5072         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5073 }
5074
5075 /**
5076  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5077  * @p: the task in question.
5078  * @policy: new policy.
5079  * @param: structure containing the new RT priority.
5080  *
5081  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5082  * current context has permission.  For example, this is needed in
5083  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5084  * but our caller might not have that capability.
5085  *
5086  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5087  */
5088 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5089                                const struct sched_param *param)
5090 {
5091         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5092 }
5093 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5094
5095 static int
5096 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5097 {
5098         struct sched_param lparam;
5099         struct task_struct *p;
5100         int retval;
5101
5102         if (!param || pid < 0)
5103                 return -EINVAL;
5104         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5105                 return -EFAULT;
5106
5107         rcu_read_lock();
5108         retval = -ESRCH;
5109         p = find_process_by_pid(pid);
5110         if (likely(p))
5111                 get_task_struct(p);
5112         rcu_read_unlock();
5113
5114         if (likely(p)) {
5115                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5116                 put_task_struct(p);
5117         }
5118
5119         return retval;
5120 }
5121
5122 /*
5123  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5124  */
5125 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5126 {
5127         u32 size;
5128         int ret;
5129
5130         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5131         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5132
5133         ret = get_user(size, &uattr->size);
5134         if (ret)
5135                 return ret;
5136
5137         /* ABI compatibility quirk: */
5138         if (!size)
5139                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5140         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5141                 goto err_size;
5142
5143         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5144         if (ret) {
5145                 if (ret == -E2BIG)
5146                         goto err_size;
5147                 return ret;
5148         }
5149
5150         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5151             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5152                 return -EINVAL;
5153
5154         /*
5155          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5156          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5157          */
5158         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5159
5160         return 0;
5161
5162 err_size:
5163         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5164         return -E2BIG;
5165 }
5166
5167 /**
5168  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5169  * @pid: the pid in question.
5170  * @policy: new policy.
5171  * @param: structure containing the new RT priority.
5172  *
5173  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5174  */
5175 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5176 {
5177         if (policy < 0)
5178                 return -EINVAL;
5179
5180         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5181 }
5182
5183 /**
5184  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5185  * @pid: the pid in question.
5186  * @param: structure containing the new RT priority.
5187  *
5188  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5189  */
5190 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5191 {
5192         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5193 }
5194
5195 /**
5196  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5197  * @pid: the pid in question.
5198  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5199  * @flags: for future extension.
5200  */
5201 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5202                                unsigned int, flags)
5203 {
5204         struct sched_attr attr;
5205         struct task_struct *p;
5206         int retval;
5207
5208         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5209                 return -EINVAL;
5210
5211         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5212         if (retval)
5213                 return retval;
5214
5215         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5216                 return -EINVAL;
5217         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5218                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5219
5220         rcu_read_lock();
5221         retval = -ESRCH;
5222         p = find_process_by_pid(pid);
5223         if (likely(p))
5224                 get_task_struct(p);
5225         rcu_read_unlock();
5226
5227         if (likely(p)) {
5228                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5229                 put_task_struct(p);
5230         }
5231
5232         return retval;
5233 }
5234
5235 /**
5236  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5237  * @pid: the pid in question.
5238  *
5239  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5240  * code.
5241  */
5242 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5243 {
5244         struct task_struct *p;
5245         int retval;
5246
5247         if (pid < 0)
5248                 return -EINVAL;
5249
5250         retval = -ESRCH;
5251         rcu_read_lock();
5252         p = find_process_by_pid(pid);
5253         if (p) {
5254                 retval = security_task_getscheduler(p);
5255                 if (!retval)
5256                         retval = p->policy
5257                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5258         }
5259         rcu_read_unlock();
5260         return retval;
5261 }
5262
5263 /**
5264  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5265  * @pid: the pid in question.
5266  * @param: structure containing the RT priority.
5267  *
5268  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5269  * code.
5270  */
5271 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5272 {
5273         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5274         struct task_struct *p;
5275         int retval;
5276
5277         if (!param || pid < 0)
5278                 return -EINVAL;
5279
5280         rcu_read_lock();
5281         p = find_process_by_pid(pid);
5282         retval = -ESRCH;
5283         if (!p)
5284                 goto out_unlock;
5285
5286         retval = security_task_getscheduler(p);
5287         if (retval)
5288                 goto out_unlock;
5289
5290         if (task_has_rt_policy(p))
5291                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5292         rcu_read_unlock();
5293
5294         /*
5295          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5296          */
5297         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5298
5299         return retval;
5300
5301 out_unlock:
5302         rcu_read_unlock();
5303         return retval;
5304 }
5305
5306 /*
5307  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5308  * than what user-space knows about) to user-space.
5309  *
5310  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5311  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5312  * have the same size.
5313  */
5314 static int
5315 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5316                         struct sched_attr *kattr,
5317                         unsigned int usize)
5318 {
5319         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5320
5321         if (!access_ok(uattr, usize))
5322                 return -EFAULT;
5323
5324         /*
5325          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5326          *
5327          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5328          *
5329          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5330          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5331          *
5332          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5333          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5334          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5335          * which is set to ksize in this case.
5336          */
5337         kattr->size = min(usize, ksize);
5338
5339         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5340                 return -EFAULT;
5341
5342         return 0;
5343 }
5344
5345 /**
5346  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5347  * @pid: the pid in question.
5348  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5349  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5350  * @flags: for future extension.
5351  */
5352 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5353                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5354 {
5355         struct sched_attr kattr = { };
5356         struct task_struct *p;
5357         int retval;
5358
5359         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5360             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5361                 return -EINVAL;
5362
5363         rcu_read_lock();
5364         p = find_process_by_pid(pid);
5365         retval = -ESRCH;
5366         if (!p)
5367                 goto out_unlock;
5368
5369         retval = security_task_getscheduler(p);
5370         if (retval)
5371                 goto out_unlock;
5372
5373         kattr.sched_policy = p->policy;
5374         if (p->sched_reset_on_fork)
5375                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5376         if (task_has_dl_policy(p))
5377                 __getparam_dl(p, &kattr);
5378         else if (task_has_rt_policy(p))
5379                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5380         else
5381                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5382
5383 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5384         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5385         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5386 #endif
5387
5388         rcu_read_unlock();
5389
5390         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5391
5392 out_unlock:
5393         rcu_read_unlock();
5394         return retval;
5395 }
5396
5397 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5398 {
5399         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5400         struct task_struct *p;
5401         int retval;
5402
5403         rcu_read_lock();
5404
5405         p = find_process_by_pid(pid);
5406         if (!p) {
5407                 rcu_read_unlock();
5408                 return -ESRCH;
5409         }
5410
5411         /* Prevent p going away */
5412         get_task_struct(p);
5413         rcu_read_unlock();
5414
5415         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5416                 retval = -EINVAL;
5417                 goto out_put_task;
5418         }
5419         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5420                 retval = -ENOMEM;
5421                 goto out_put_task;
5422         }
5423         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5424                 retval = -ENOMEM;
5425                 goto out_free_cpus_allowed;
5426         }
5427         retval = -EPERM;
5428         if (!check_same_owner(p)) {
5429                 rcu_read_lock();
5430                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5431                         rcu_read_unlock();
5432                         goto out_free_new_mask;
5433                 }
5434                 rcu_read_unlock();
5435         }
5436
5437         retval = security_task_setscheduler(p);
5438         if (retval)
5439                 goto out_free_new_mask;
5440
5441
5442         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5443         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5444
5445         /*
5446          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5447          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5448          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5449          * root_domain.
5450          */
5451 #ifdef CONFIG_SMP
5452         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5453                 rcu_read_lock();
5454                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5455                         retval = -EBUSY;
5456                         rcu_read_unlock();
5457                         goto out_free_new_mask;
5458                 }
5459                 rcu_read_unlock();
5460         }
5461 #endif
5462 again:
5463         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5464
5465         if (!retval) {
5466                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5467                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5468                         /*
5469                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5470                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5471                          * cpuset's cpus_allowed
5472                          */
5473                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5474                         goto again;
5475                 }
5476         }
5477 out_free_new_mask:
5478         free_cpumask_var(new_mask);
5479 out_free_cpus_allowed:
5480         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5481 out_put_task:
5482         put_task_struct(p);
5483         return retval;
5484 }
5485
5486 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5487                              struct cpumask *new_mask)
5488 {
5489         if (len < cpumask_size())
5490                 cpumask_clear(new_mask);
5491         else if (len > cpumask_size())
5492                 len = cpumask_size();
5493
5494         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5495 }
5496
5497 /**
5498  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5499  * @pid: pid of the process
5500  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5501  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5502  *
5503  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5504  */
5505 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5506                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5507 {
5508         cpumask_var_t new_mask;
5509         int retval;
5510
5511         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5512                 return -ENOMEM;
5513
5514         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5515         if (retval == 0)
5516                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5517         free_cpumask_var(new_mask);
5518         return retval;
5519 }
5520
5521 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5522 {
5523         struct task_struct *p;
5524         unsigned long flags;
5525         int retval;
5526
5527         rcu_read_lock();
5528
5529         retval = -ESRCH;
5530         p = find_process_by_pid(pid);
5531         if (!p)
5532                 goto out_unlock;
5533
5534         retval = security_task_getscheduler(p);
5535         if (retval)
5536                 goto out_unlock;
5537
5538         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5539         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5540         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5541
5542 out_unlock:
5543         rcu_read_unlock();
5544
5545         return retval;
5546 }
5547
5548 /**
5549  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5550  * @pid: pid of the process
5551  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5552  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5553  *
5554  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5555  * error code otherwise.
5556  */
5557 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5558                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5559 {
5560         int ret;
5561         cpumask_var_t mask;
5562
5563         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5564                 return -EINVAL;
5565         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5566                 return -EINVAL;
5567
5568         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5569                 return -ENOMEM;
5570
5571         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5572         if (ret == 0) {
5573                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5574
5575                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5576                         ret = -EFAULT;
5577                 else
5578                         ret = retlen;
5579         }
5580         free_cpumask_var(mask);
5581
5582         return ret;
5583 }
5584
5585 /**
5586  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5587  *
5588  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5589  * other threads running on this CPU then this function will return.
5590  *
5591  * Return: 0.
5592  */
5593 static void do_sched_yield(void)
5594 {
5595         struct rq_flags rf;
5596         struct rq *rq;
5597
5598         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5599
5600         schedstat_inc(rq->yld_count);
5601         current->sched_class->yield_task(rq);
5602
5603         /*
5604          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5605          * no need to preempt or enable interrupts:
5606          */
5607         preempt_disable();
5608         rq_unlock(rq, &rf);
5609         sched_preempt_enable_no_resched();
5610
5611         schedule();
5612 }
5613
5614 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5615 {
5616         do_sched_yield();
5617         return 0;
5618 }
5619
5620 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5621 int __sched _cond_resched(void)
5622 {
5623         if (should_resched(0)) {
5624                 preempt_schedule_common();
5625                 return 1;
5626         }
5627         rcu_all_qs();
5628         return 0;
5629 }
5630 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5631 #endif
5632
5633 /*
5634  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5635  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5636  *
5637  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5638  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5639  * spin_unlock(), once by hand).
5640  */
5641 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5642 {
5643         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5644         int ret = 0;
5645
5646         lockdep_assert_held(lock);
5647
5648         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5649                 spin_unlock(lock);
5650                 if (resched)
5651                         preempt_schedule_common();
5652                 else
5653                         cpu_relax();
5654                 ret = 1;
5655                 spin_lock(lock);
5656         }
5657         return ret;
5658 }
5659 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5660
5661 /**
5662  * yield - yield the current processor to other threads.
5663  *
5664  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5665  *
5666  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5667  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5668  * it, its already broken.
5669  *
5670  * Typical broken usage is:
5671  *
5672  * while (!event)
5673  *      yield();
5674  *
5675  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5676  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5677  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5678  *
5679  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5680  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5681  * If you still want to use yield(), do not!
5682  */
5683 void __sched yield(void)
5684 {
5685         set_current_state(TASK_RUNNING);
5686         do_sched_yield();
5687 }
5688 EXPORT_SYMBOL(yield);
5689
5690 /**
5691  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5692  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5693  * processor it's on.
5694  * @p: target task
5695  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5696  *
5697  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5698  * can't go away on us before we can do any checks.
5699  *
5700  * Return:
5701  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5702  *      false (0) if we failed to boost the target.
5703  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5704  */
5705 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5706 {
5707         struct task_struct *curr = current;
5708         struct rq *rq, *p_rq;
5709         unsigned long flags;
5710         int yielded = 0;
5711
5712         local_irq_save(flags);
5713         rq = this_rq();
5714
5715 again:
5716         p_rq = task_rq(p);
5717         /*
5718          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5719          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5720          */
5721         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5722                 yielded = -ESRCH;
5723                 goto out_irq;
5724         }
5725
5726         double_rq_lock(rq, p_rq);
5727         if (task_rq(p) != p_rq) {
5728                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5729                 goto again;
5730         }
5731
5732         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5733                 goto out_unlock;
5734
5735         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5736                 goto out_unlock;
5737
5738         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5739                 goto out_unlock;
5740
5741         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5742         if (yielded) {
5743                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5744                 /*
5745                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5746                  * fairness.
5747                  */
5748                 if (preempt && rq != p_rq)
5749                         resched_curr(p_rq);
5750         }
5751
5752 out_unlock:
5753         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5754 out_irq:
5755         local_irq_restore(flags);
5756
5757         if (yielded > 0)
5758                 schedule();
5759
5760         return yielded;
5761 }
5762 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5763
5764 int io_schedule_prepare(void)
5765 {
5766         int old_iowait = current->in_iowait;
5767
5768         current->in_iowait = 1;
5769         blk_schedule_flush_plug(current);
5770
5771         return old_iowait;
5772 }
5773
5774 void io_schedule_finish(int token)
5775 {
5776         current->in_iowait = token;
5777 }
5778
5779 /*
5780  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5781  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5782  */
5783 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5784 {
5785         int token;
5786         long ret;
5787
5788         token = io_schedule_prepare();
5789         ret = schedule_timeout(timeout);
5790         io_schedule_finish(token);
5791
5792         return ret;
5793 }
5794 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5795
5796 void __sched io_schedule(void)
5797 {
5798         int token;
5799
5800         token = io_schedule_prepare();
5801         schedule();
5802         io_schedule_finish(token);
5803 }
5804 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5805
5806 /**
5807  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5808  * @policy: scheduling class.
5809  *
5810  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5811  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5812  * On failure, a negative error code is returned.
5813  */
5814 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5815 {
5816         int ret = -EINVAL;
5817
5818         switch (policy) {
5819         case SCHED_FIFO:
5820         case SCHED_RR:
5821                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5822                 break;
5823         case SCHED_DEADLINE:
5824         case SCHED_NORMAL:
5825         case SCHED_BATCH:
5826         case SCHED_IDLE:
5827                 ret = 0;
5828                 break;
5829         }
5830         return ret;
5831 }
5832
5833 /**
5834  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5835  * @policy: scheduling class.
5836  *
5837  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5838  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5839  * On failure, a negative error code is returned.
5840  */
5841 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5842 {
5843         int ret = -EINVAL;
5844
5845         switch (policy) {
5846         case SCHED_FIFO:
5847         case SCHED_RR:
5848                 ret = 1;
5849                 break;
5850         case SCHED_DEADLINE:
5851         case SCHED_NORMAL:
5852         case SCHED_BATCH:
5853         case SCHED_IDLE:
5854                 ret = 0;
5855         }
5856         return ret;
5857 }
5858
5859 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5860 {
5861         struct task_struct *p;
5862         unsigned int time_slice;
5863         struct rq_flags rf;
5864         struct rq *rq;
5865         int retval;
5866
5867         if (pid < 0)
5868                 return -EINVAL;
5869
5870         retval = -ESRCH;
5871         rcu_read_lock();
5872         p = find_process_by_pid(pid);
5873         if (!p)
5874                 goto out_unlock;
5875
5876         retval = security_task_getscheduler(p);
5877         if (retval)
5878                 goto out_unlock;
5879
5880         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5881         time_slice = 0;
5882         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5883                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5884         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5885
5886         rcu_read_unlock();
5887         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5888         return 0;
5889
5890 out_unlock:
5891         rcu_read_unlock();
5892         return retval;
5893 }
5894
5895 /**
5896  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5897  * @pid: pid of the process.
5898  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5899  *
5900  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5901  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5902  *
5903  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5904  * an error code.
5905  */
5906 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5907                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5908 {
5909         struct timespec64 t;
5910         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5911
5912         if (retval == 0)
5913                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5914
5915         return retval;
5916 }
5917
5918 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5919 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5920                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5921 {
5922         struct timespec64 t;
5923         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5924
5925         if (retval == 0)
5926                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
5927         return retval;
5928 }
5929 #endif
5930
5931 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5932 {
5933         unsigned long free = 0;
5934         int ppid;
5935
5936         if (!try_get_task_stack(p))
5937                 return;
5938
5939         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5940
5941         if (p->state == TASK_RUNNING)
5942                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5943 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5944         free = stack_not_used(p);
5945 #endif
5946         ppid = 0;
5947         rcu_read_lock();
5948         if (pid_alive(p))
5949                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5950         rcu_read_unlock();
5951         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5952                 task_pid_nr(p), ppid,
5953                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5954
5955         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5956         show_stack(p, NULL);
5957         put_task_stack(p);
5958 }
5959 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5960
5961 static inline bool
5962 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5963 {
5964         /* no filter, everything matches */
5965         if (!state_filter)
5966                 return true;
5967
5968         /* filter, but doesn't match */
5969         if (!(p->state & state_filter))
5970                 return false;
5971
5972         /*
5973          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5974          * TASK_KILLABLE).
5975          */
5976         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5977                 return false;
5978
5979         return true;
5980 }
5981
5982
5983 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5984 {
5985         struct task_struct *g, *p;
5986
5987 #if BITS_PER_LONG == 32
5988         printk(KERN_INFO
5989                 "  task                PC stack   pid father\n");
5990 #else
5991         printk(KERN_INFO
5992                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5993 #endif
5994         rcu_read_lock();
5995         for_each_process_thread(g, p) {
5996                 /*
5997                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5998                  * console might take a lot of time:
5999                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6000                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6001                  * an IPI.
6002                  */
6003                 touch_nmi_watchdog();
6004                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6005                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6006                         sched_show_task(p);
6007         }
6008
6009 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6010         if (!state_filter)
6011                 sysrq_sched_debug_show();
6012 #endif
6013         rcu_read_unlock();
6014         /*
6015          * Only show locks if all tasks are dumped:
6016          */
6017         if (!state_filter)
6018                 debug_show_all_locks();
6019 }
6020
6021 /**
6022  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6023  * @idle: task in question
6024  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6025  *
6026  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6027  * flag, to make booting more robust.
6028  */
6029 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6030 {
6031         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6032         unsigned long flags;
6033
6034         __sched_fork(0, idle);
6035
6036         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6037         raw_spin_lock(&rq->lock);
6038
6039         idle->state = TASK_RUNNING;
6040         idle->se.exec_start = sched_clock();
6041         idle->flags |= PF_IDLE;
6042
6043         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6044
6045 #ifdef CONFIG_SMP
6046         /*
6047          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6048          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6049          *
6050          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6051          */
6052         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6053 #endif
6054         /*
6055          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6056          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6057          * lockdep check in task_group() will fail.
6058          *
6059          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6060          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6061          *
6062          * Silence PROVE_RCU
6063          */
6064         rcu_read_lock();
6065         __set_task_cpu(idle, cpu);
6066         rcu_read_unlock();
6067
6068         rq->idle = idle;
6069         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6070         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6071 #ifdef CONFIG_SMP
6072         idle->on_cpu = 1;
6073 #endif
6074         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6075         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6076
6077         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6078         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6079
6080         /*
6081          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6082          */
6083         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6084         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6085         vtime_init_idle(idle, cpu);
6086 #ifdef CONFIG_SMP
6087         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6088 #endif
6089 }
6090
6091 #ifdef CONFIG_SMP
6092
6093 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6094                               const struct cpumask *trial)
6095 {
6096         int ret = 1;
6097
6098         if (!cpumask_weight(cur))
6099                 return ret;
6100
6101         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6102
6103         return ret;
6104 }
6105
6106 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6107                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6108 {
6109         int ret = 0;
6110
6111         /*
6112          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6113          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6114          * affinity and isolating such threads by their set of
6115          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6116          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6117          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6118          * before cpus_mask may be changed.
6119          */
6120         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6121                 ret = -EINVAL;
6122                 goto out;
6123         }
6124
6125         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6126                                               cs_cpus_allowed))
6127                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6128
6129 out:
6130         return ret;
6131 }
6132
6133 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6134
6135 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6136 /* Migrate current task p to target_cpu */
6137 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6138 {
6139         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6140         int curr_cpu = task_cpu(p);
6141
6142         if (curr_cpu == target_cpu)
6143                 return 0;
6144
6145         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6146                 return -EINVAL;
6147
6148         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6149
6150         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6151         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6152 }
6153
6154 /*
6155  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6156  * tasks on the runqueues
6157  */
6158 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6159 {
6160         bool queued, running;
6161         struct rq_flags rf;
6162         struct rq *rq;
6163
6164         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6165         queued = task_on_rq_queued(p);
6166         running = task_current(rq, p);
6167
6168         if (queued)
6169                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6170         if (running)
6171                 put_prev_task(rq, p);
6172
6173         p->numa_preferred_nid = nid;
6174
6175         if (queued)
6176                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6177         if (running)
6178                 set_next_task(rq, p);
6179         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6180 }
6181 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6182
6183 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6184 /*
6185  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6186  * offline.
6187  */
6188 void idle_task_exit(void)
6189 {
6190         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6191
6192         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6193
6194         if (mm != &init_mm) {
6195                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6196                 current->active_mm = &init_mm;
6197                 finish_arch_post_lock_switch();
6198         }
6199         mmdrop(mm);
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 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6593 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6594                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6595                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6596
6597                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6598                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6599
6600 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6601         }
6602 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6603         for_each_possible_cpu(i) {
6604                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6605                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6606                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6607                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6608         }
6609 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6610
6611         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6612         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6613
6614 #ifdef CONFIG_SMP
6615         init_defrootdomain();
6616 #endif
6617
6618 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6619         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6620                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6621 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6622
6623 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6624         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6625
6626         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6627         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6628         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6629         autogroup_init(&init_task);
6630 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6631
6632         for_each_possible_cpu(i) {
6633                 struct rq *rq;
6634
6635                 rq = cpu_rq(i);
6636                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6637                 rq->nr_running = 0;
6638                 rq->calc_load_active = 0;
6639                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6640                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6641                 init_rt_rq(&rq->rt);
6642                 init_dl_rq(&rq->dl);
6643 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6644                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6645                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6646                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6647                 /*
6648                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6649                  *
6650                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6651                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6652                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6653                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6654                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6655                  * (se->load.weight).
6656                  *
6657                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6658                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6659                  * then A0's share of the CPU resource is:
6660                  *
6661                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6662                  *
6663                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6664                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6665                  */
6666                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
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                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6689
6690                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6691 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6692                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6693                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6694 #endif
6695 #endif /* CONFIG_SMP */
6696                 hrtick_rq_init(rq);
6697                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6698         }
6699
6700         set_load_weight(&init_task, false);
6701
6702         /*
6703          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6704          */
6705         mmgrab(&init_mm);
6706         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6707
6708         /*
6709          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6710          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6711          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6712          * when this runqueue becomes "idle".
6713          */
6714         init_idle(current, smp_processor_id());
6715
6716         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6717
6718 #ifdef CONFIG_SMP
6719         idle_thread_set_boot_cpu();
6720 #endif
6721         init_sched_fair_class();
6722
6723         init_schedstats();
6724
6725         psi_init();
6726
6727         init_uclamp();
6728
6729         scheduler_running = 1;
6730 }
6731
6732 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6733 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6734 {
6735         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6736
6737         return (nested == preempt_offset);
6738 }
6739
6740 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6741 {
6742         /*
6743          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6744          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6745          * otherwise we will destroy state.
6746          */
6747         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6748                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6749                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6750                         current->state,
6751                         (void *)current->task_state_change,
6752                         (void *)current->task_state_change);
6753
6754         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6755 }
6756 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6757
6758 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6759 {
6760         /* Ratelimiting timestamp: */
6761         static unsigned long prev_jiffy;
6762
6763         unsigned long preempt_disable_ip;
6764
6765         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6766         rcu_sleep_check();
6767
6768         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6769              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6770             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6771             oops_in_progress)
6772                 return;
6773
6774         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6775                 return;
6776         prev_jiffy = jiffies;
6777
6778         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6779         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6780
6781         printk(KERN_ERR
6782                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6783                         file, line);
6784         printk(KERN_ERR
6785                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6786                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6787                         current->pid, current->comm);
6788
6789         if (task_stack_end_corrupted(current))
6790                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6791
6792         debug_show_held_locks(current);
6793         if (irqs_disabled())
6794                 print_irqtrace_events(current);
6795         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6796             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6797                 pr_err("Preemption disabled at:");
6798                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6799                 pr_cont("\n");
6800         }
6801         dump_stack();
6802         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6803 }
6804 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6805
6806 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6807 {
6808         static unsigned long prev_jiffy;
6809
6810         if (irqs_disabled())
6811                 return;
6812
6813         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6814                 return;
6815
6816         if (preempt_count() > preempt_offset)
6817                 return;
6818
6819         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6820                 return;
6821         prev_jiffy = jiffies;
6822
6823         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6824         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6825                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6826                         current->pid, current->comm);
6827
6828         debug_show_held_locks(current);
6829         dump_stack();
6830         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6831 }
6832 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6833 #endif
6834
6835 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6836 void normalize_rt_tasks(void)
6837 {
6838         struct task_struct *g, *p;
6839         struct sched_attr attr = {
6840                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6841         };
6842
6843         read_lock(&tasklist_lock);
6844         for_each_process_thread(g, p) {
6845                 /*
6846                  * Only normalize user tasks:
6847                  */
6848                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6849                         continue;
6850
6851                 p->se.exec_start = 0;
6852                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6853                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6854                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6855
6856                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6857                         /*
6858                          * Renice negative nice level userspace
6859                          * tasks back to 0:
6860                          */
6861                         if (task_nice(p) < 0)
6862                                 set_user_nice(p, 0);
6863                         continue;
6864                 }
6865
6866                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6867         }
6868         read_unlock(&tasklist_lock);
6869 }
6870
6871 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6872
6873 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6874 /*
6875  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6876  *
6877  * They can only be called when the whole system has been
6878  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6879  * activity can take place. Using them for anything else would
6880  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6881  * under any other configuration.
6882  */
6883
6884 /**
6885  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6886  * @cpu: the processor in question.
6887  *
6888  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6889  *
6890  * Return: The current task for @cpu.
6891  */
6892 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6893 {
6894         return cpu_curr(cpu);
6895 }
6896
6897 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6898
6899 #ifdef CONFIG_IA64
6900 /**
6901  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6902  * @cpu: the processor in question.
6903  * @p: the task pointer to set.
6904  *
6905  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6906  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6907  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6908  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6909  * and caller must save the original value of the current task (see
6910  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6911  * re-starting the system.
6912  *
6913  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6914  */
6915 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6916 {
6917         cpu_curr(cpu) = p;
6918 }
6919
6920 #endif
6921
6922 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6923 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6924 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6925
6926 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
6927                                             struct task_group *parent)
6928 {
6929 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
6930         enum uclamp_id clamp_id;
6931
6932         for_each_clamp_id(clamp_id) {
6933                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
6934                               uclamp_none(clamp_id), false);
6935                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
6936         }
6937 #endif
6938 }
6939
6940 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6941 {
6942         free_fair_sched_group(tg);
6943         free_rt_sched_group(tg);
6944         autogroup_free(tg);
6945         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6946 }
6947
6948 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6949 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6950 {
6951         struct task_group *tg;
6952
6953         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6954         if (!tg)
6955                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6956
6957         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6958                 goto err;
6959
6960         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6961                 goto err;
6962
6963         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
6964
6965         return tg;
6966
6967 err:
6968         sched_free_group(tg);
6969         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6970 }
6971
6972 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6973 {
6974         unsigned long flags;
6975
6976         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6977         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6978
6979         /* Root should already exist: */
6980         WARN_ON(!parent);
6981
6982         tg->parent = parent;
6983         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6984         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6985         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6986
6987         online_fair_sched_group(tg);
6988 }
6989
6990 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6991 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6992 {
6993         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6994         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6995 }
6996
6997 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6998 {
6999         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7000         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7001 }
7002
7003 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7004 {
7005         unsigned long flags;
7006
7007         /* End participation in shares distribution: */
7008         unregister_fair_sched_group(tg);
7009
7010         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7011         list_del_rcu(&tg->list);
7012         list_del_rcu(&tg->siblings);
7013         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7014 }
7015
7016 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7017 {
7018         struct task_group *tg;
7019
7020         /*
7021          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7022          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7023          * to prevent lockdep warnings.
7024          */
7025         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7026                           struct task_group, css);
7027         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7028         tsk->sched_task_group = tg;
7029
7030 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7031         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7032                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7033         else
7034 #endif
7035                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7036 }
7037
7038 /*
7039  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7040  *
7041  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7042  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7043  * its new group.
7044  */
7045 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7046 {
7047         int queued, running, queue_flags =
7048                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7049         struct rq_flags rf;
7050         struct rq *rq;
7051
7052         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7053         update_rq_clock(rq);
7054
7055         running = task_current(rq, tsk);
7056         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7057
7058         if (queued)
7059                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7060         if (running)
7061                 put_prev_task(rq, tsk);
7062
7063         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7064
7065         if (queued)
7066                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7067         if (running) {
7068                 set_next_task(rq, tsk);
7069                 /*
7070                  * After changing group, the running task may have joined a
7071                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7072                  * resched to make sure that task can still run.
7073                  */
7074                 resched_curr(rq);
7075         }
7076
7077         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7078 }
7079
7080 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7081 {
7082         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7083 }
7084
7085 static struct cgroup_subsys_state *
7086 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7087 {
7088         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7089         struct task_group *tg;
7090
7091         if (!parent) {
7092                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7093                 return &root_task_group.css;
7094         }
7095
7096         tg = sched_create_group(parent);
7097         if (IS_ERR(tg))
7098                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7099
7100         return &tg->css;
7101 }
7102
7103 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7104 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7105 {
7106         struct task_group *tg = css_tg(css);
7107         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7108
7109         if (parent)
7110                 sched_online_group(tg, parent);
7111
7112 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7113         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7114         cpu_util_update_eff(css);
7115 #endif
7116
7117         return 0;
7118 }
7119
7120 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7121 {
7122         struct task_group *tg = css_tg(css);
7123
7124         sched_offline_group(tg);
7125 }
7126
7127 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7128 {
7129         struct task_group *tg = css_tg(css);
7130
7131         /*
7132          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7133          */
7134         sched_free_group(tg);
7135 }
7136
7137 /*
7138  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7139  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7140  */
7141 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7142 {
7143         struct rq_flags rf;
7144         struct rq *rq;
7145
7146         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7147
7148         update_rq_clock(rq);
7149         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7150
7151         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7152 }
7153
7154 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7155 {
7156         struct task_struct *task;
7157         struct cgroup_subsys_state *css;
7158         int ret = 0;
7159
7160         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7161 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7162                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7163                         return -EINVAL;
7164 #endif
7165                 /*
7166                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7167                  * running, we're sure to observe its full state.
7168                  */
7169                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7170                 /*
7171                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7172                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7173                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7174                  */
7175                 if (task->state == TASK_NEW)
7176                         ret = -EINVAL;
7177                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7178
7179                 if (ret)
7180                         break;
7181         }
7182         return ret;
7183 }
7184
7185 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7186 {
7187         struct task_struct *task;
7188         struct cgroup_subsys_state *css;
7189
7190         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7191                 sched_move_task(task);
7192 }
7193
7194 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7195 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7196 {
7197         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7198         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7199         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7200         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7201         enum uclamp_id clamp_id;
7202         unsigned int clamps;
7203
7204         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7205                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7206                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7207
7208                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7209                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7210                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7211                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7212                         if (uc_parent &&
7213                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7214                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7215                         }
7216                 }
7217                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7218                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7219
7220                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7221                 clamps = 0x0;
7222                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7223                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7224                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7225                                 continue;
7226                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7227                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7228                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7229                 }
7230                 if (!clamps) {
7231                         css = css_rightmost_descendant(css);
7232                         continue;
7233                 }
7234
7235                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7236                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7237         }
7238 }
7239
7240 /*
7241  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7242  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7243  * character constant, use two levels of macros.
7244  */
7245 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7246 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7247
7248 struct uclamp_request {
7249 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7250 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7251         s64 percent;
7252         u64 util;
7253         int ret;
7254 };
7255
7256 static inline struct uclamp_request
7257 capacity_from_percent(char *buf)
7258 {
7259         struct uclamp_request req = {
7260                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7261                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7262                 .ret = 0,
7263         };
7264
7265         buf = strim(buf);
7266         if (strcmp(buf, "max")) {
7267                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7268                                              &req.percent);
7269                 if (req.ret)
7270                         return req;
7271                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7272                         req.ret = -ERANGE;
7273                         return req;
7274                 }
7275
7276                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7277                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7278         }
7279
7280         return req;
7281 }
7282
7283 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7284                                 size_t nbytes, loff_t off,
7285                                 enum uclamp_id clamp_id)
7286 {
7287         struct uclamp_request req;
7288         struct task_group *tg;
7289
7290         req = capacity_from_percent(buf);
7291         if (req.ret)
7292                 return req.ret;
7293
7294         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7295         rcu_read_lock();
7296
7297         tg = css_tg(of_css(of));
7298         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7299                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7300
7301         /*
7302          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7303          * exact requested value
7304          */
7305         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7306
7307         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7308         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7309
7310         rcu_read_unlock();
7311         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7312
7313         return nbytes;
7314 }
7315
7316 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7317                                     char *buf, size_t nbytes,
7318                                     loff_t off)
7319 {
7320         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7321 }
7322
7323 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7324                                     char *buf, size_t nbytes,
7325                                     loff_t off)
7326 {
7327         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7328 }
7329
7330 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7331                                     enum uclamp_id clamp_id)
7332 {
7333         struct task_group *tg;
7334         u64 util_clamp;
7335         u64 percent;
7336         u32 rem;
7337
7338         rcu_read_lock();
7339         tg = css_tg(seq_css(sf));
7340         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7341         rcu_read_unlock();
7342
7343         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7344                 seq_puts(sf, "max\n");
7345                 return;
7346         }
7347
7348         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7349         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7350         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7351 }
7352
7353 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7354 {
7355         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7356         return 0;
7357 }
7358
7359 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7360 {
7361         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7362         return 0;
7363 }
7364 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7365
7366 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7367 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7368                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7369 {
7370         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7371                 shareval = MAX_SHARES;
7372         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7373 }
7374
7375 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7376                                struct cftype *cft)
7377 {
7378         struct task_group *tg = css_tg(css);
7379
7380         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7381 }
7382
7383 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7384 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7385
7386 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7387 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7388
7389 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7390
7391 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7392 {
7393         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7394         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7395
7396         if (tg == &root_task_group)
7397                 return -EINVAL;
7398
7399         /*
7400          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7401          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7402          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7403          */
7404         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7405                 return -EINVAL;
7406
7407         /*
7408          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7409          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7410          * feasibility.
7411          */
7412         if (period > max_cfs_quota_period)
7413                 return -EINVAL;
7414
7415         /*
7416          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7417          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7418          */
7419         get_online_cpus();
7420         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7421         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7422         if (ret)
7423                 goto out_unlock;
7424
7425         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7426         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7427         /*
7428          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7429          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7430          */
7431         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7432                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7433         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7434         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7435         cfs_b->quota = quota;
7436
7437         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7438
7439         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7440         if (runtime_enabled)
7441                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7442
7443         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7444
7445         for_each_online_cpu(i) {
7446                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7447                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7448                 struct rq_flags rf;
7449
7450                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7451                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7452                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7453
7454                 if (cfs_rq->throttled)
7455                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7456                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7457         }
7458         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7459                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7460 out_unlock:
7461         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7462         put_online_cpus();
7463
7464         return ret;
7465 }
7466
7467 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7468 {
7469         u64 quota, period;
7470
7471         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7472         if (cfs_quota_us < 0)
7473                 quota = RUNTIME_INF;
7474         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7475                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7476         else
7477                 return -EINVAL;
7478
7479         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7480 }
7481
7482 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7483 {
7484         u64 quota_us;
7485
7486         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7487                 return -1;
7488
7489         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7490         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7491
7492         return quota_us;
7493 }
7494
7495 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7496 {
7497         u64 quota, period;
7498
7499         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7500                 return -EINVAL;
7501
7502         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7503         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7504
7505         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7506 }
7507
7508 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7509 {
7510         u64 cfs_period_us;
7511
7512         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7513         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7514
7515         return cfs_period_us;
7516 }
7517
7518 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7519                                   struct cftype *cft)
7520 {
7521         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7522 }
7523
7524 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7525                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7526 {
7527         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7528 }
7529
7530 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7531                                    struct cftype *cft)
7532 {
7533         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7534 }
7535
7536 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7537                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7538 {
7539         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7540 }
7541
7542 struct cfs_schedulable_data {
7543         struct task_group *tg;
7544         u64 period, quota;
7545 };
7546
7547 /*
7548  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7549  * note: units are usecs
7550  */
7551 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7552                                struct cfs_schedulable_data *d)
7553 {
7554         u64 quota, period;
7555
7556         if (tg == d->tg) {
7557                 period = d->period;
7558                 quota = d->quota;
7559         } else {
7560                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7561                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7562         }
7563
7564         /* note: these should typically be equivalent */
7565         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7566                 return RUNTIME_INF;
7567
7568         return to_ratio(period, quota);
7569 }
7570
7571 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7572 {
7573         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7574         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7575         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7576
7577         if (!tg->parent) {
7578                 quota = RUNTIME_INF;
7579         } else {
7580                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7581
7582                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7583                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7584
7585                 /*
7586                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7587                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7588                  * limit is set:
7589                  */
7590                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7591                         quota = min(quota, parent_quota);
7592                 } else {
7593                         if (quota == RUNTIME_INF)
7594                                 quota = parent_quota;
7595                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7596                                 return -EINVAL;
7597                 }
7598         }
7599         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7600
7601         return 0;
7602 }
7603
7604 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7605 {
7606         int ret;
7607         struct cfs_schedulable_data data = {
7608                 .tg = tg,
7609                 .period = period,
7610                 .quota = quota,
7611         };
7612
7613         if (quota != RUNTIME_INF) {
7614                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7615                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7616         }
7617
7618         rcu_read_lock();
7619         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7620         rcu_read_unlock();
7621
7622         return ret;
7623 }
7624
7625 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7626 {
7627         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7628         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7629
7630         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7631         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7632         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7633
7634         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7635                 u64 ws = 0;
7636                 int i;
7637
7638                 for_each_possible_cpu(i)
7639                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7640
7641                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7642         }
7643
7644         return 0;
7645 }
7646 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7647 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7648
7649 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7650 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7651                                 struct cftype *cft, s64 val)
7652 {
7653         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7654 }
7655
7656 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7657                                struct cftype *cft)
7658 {
7659         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7660 }
7661
7662 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7663                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7664 {
7665         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7666 }
7667
7668 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7669                                    struct cftype *cft)
7670 {
7671         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7672 }
7673 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7674
7675 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7676 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7677         {
7678                 .name = "shares",
7679                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7680                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7681         },
7682 #endif
7683 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7684         {
7685                 .name = "cfs_quota_us",
7686                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7687                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7688         },
7689         {
7690                 .name = "cfs_period_us",
7691                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7692                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7693         },
7694         {
7695                 .name = "stat",
7696                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7697         },
7698 #endif
7699 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7700         {
7701                 .name = "rt_runtime_us",
7702                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7703                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7704         },
7705         {
7706                 .name = "rt_period_us",
7707                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7708                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7709         },
7710 #endif
7711 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7712         {
7713                 .name = "uclamp.min",
7714                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7715                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7716                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7717         },
7718         {
7719                 .name = "uclamp.max",
7720                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7721                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7722                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7723         },
7724 #endif
7725         { }     /* Terminate */
7726 };
7727
7728 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7729                                struct cgroup_subsys_state *css)
7730 {
7731 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7732         {
7733                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7734                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7735                 u64 throttled_usec;
7736
7737                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7738                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7739
7740                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7741                            "nr_throttled %d\n"
7742                            "throttled_usec %llu\n",
7743                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7744                            throttled_usec);
7745         }
7746 #endif
7747         return 0;
7748 }
7749
7750 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7751 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7752                                struct cftype *cft)
7753 {
7754         struct task_group *tg = css_tg(css);
7755         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7756
7757         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7758 }
7759
7760 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7761                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7762 {
7763         /*
7764          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7765          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7766          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7767          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7768          * the original value over the entire range.
7769          */
7770         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7771                 return -ERANGE;
7772
7773         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7774
7775         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7776 }
7777
7778 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7779                                     struct cftype *cft)
7780 {
7781         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7782         int last_delta = INT_MAX;
7783         int prio, delta;
7784
7785         /* find the closest nice value to the current weight */
7786         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7787                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7788                 if (delta >= last_delta)
7789                         break;
7790                 last_delta = delta;
7791         }
7792
7793         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7794 }
7795
7796 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7797                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7798 {
7799         unsigned long weight;
7800         int idx;
7801
7802         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7803                 return -ERANGE;
7804
7805         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7806         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7807         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7808
7809         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7810 }
7811 #endif
7812
7813 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7814                                                   long period, long quota)
7815 {
7816         if (quota < 0)
7817                 seq_puts(sf, "max");
7818         else
7819                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7820
7821         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7822 }
7823
7824 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7825 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7826                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7827 {
7828         char tok[21];   /* U64_MAX */
7829
7830         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7831                 return -EINVAL;
7832
7833         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7834
7835         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7836                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7837         else if (!strcmp(tok, "max"))
7838                 *quotap = RUNTIME_INF;
7839         else
7840                 return -EINVAL;
7841
7842         return 0;
7843 }
7844
7845 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7846 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7847 {
7848         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7849
7850         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7851         return 0;
7852 }
7853
7854 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7855                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7856 {
7857         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7858         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7859         u64 quota;
7860         int ret;
7861
7862         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7863         if (!ret)
7864                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7865         return ret ?: nbytes;
7866 }
7867 #endif
7868
7869 static struct cftype cpu_files[] = {
7870 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7871         {
7872                 .name = "weight",
7873                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7874                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7875                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7876         },
7877         {
7878                 .name = "weight.nice",
7879                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7880                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7881                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7882         },
7883 #endif
7884 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7885         {
7886                 .name = "max",
7887                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7888                 .seq_show = cpu_max_show,
7889                 .write = cpu_max_write,
7890         },
7891 #endif
7892 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7893         {
7894                 .name = "uclamp.min",
7895                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7896                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7897                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7898         },
7899         {
7900                 .name = "uclamp.max",
7901                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7902                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7903                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7904         },
7905 #endif
7906         { }     /* terminate */
7907 };
7908
7909 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7910         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7911         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7912         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7913         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7914         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7915         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7916         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7917         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7918         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
7919         .dfl_cftypes    = cpu_files,
7920         .early_init     = true,
7921         .threaded       = true,
7922 };
7923
7924 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7925
7926 void dump_cpu_task(int cpu)
7927 {
7928         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7929         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7930 }
7931
7932 /*
7933  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7934  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7935  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7936  * that remained on nice 0.
7937  *
7938  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7939  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7940  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7941  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7942  * the relative distance between them is ~25%.)
7943  */
7944 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7945  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7946  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7947  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7948  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7949  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7950  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7951  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7952  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7953 };
7954
7955 /*
7956  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7957  *
7958  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7959  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7960  * into multiplications:
7961  */
7962 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7963  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7964  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7965  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7966  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7967  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7968  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7969  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7970  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7971 };
7972
7973 #undef CREATE_TRACE_POINTS