Merge tag 'asm-generic-5.1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arnd...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include "sched.h"
9
10 #include <linux/nospec.h>
11
12 #include <linux/kcov.h>
13
14 #include <asm/switch_to.h>
15 #include <asm/tlb.h>
16
17 #include "../workqueue_internal.h"
18 #include "../smpboot.h"
19
20 #include "pelt.h"
21
22 #define CREATE_TRACE_POINTS
23 #include <trace/events/sched.h>
24
25 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
26
27 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
28 /*
29  * Debugging: various feature bits
30  *
31  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
32  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
33  * at compile time and compiler optimization based on features default.
34  */
35 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
36         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
37 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
38 #include "features.h"
39         0;
40 #undef SCHED_FEAT
41 #endif
42
43 /*
44  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
45  * Limited because this is done with IRQs disabled.
46  */
47 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
48
49 /*
50  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
51  * default: 1s
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
54
55 __read_mostly int scheduler_running;
56
57 /*
58  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
59  * default: 0.95s
60  */
61 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
62
63 /*
64  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
65  */
66 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
67         __acquires(rq->lock)
68 {
69         struct rq *rq;
70
71         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
72
73         for (;;) {
74                 rq = task_rq(p);
75                 raw_spin_lock(&rq->lock);
76                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
77                         rq_pin_lock(rq, rf);
78                         return rq;
79                 }
80                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
81
82                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
83                         cpu_relax();
84         }
85 }
86
87 /*
88  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
89  */
90 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
91         __acquires(p->pi_lock)
92         __acquires(rq->lock)
93 {
94         struct rq *rq;
95
96         for (;;) {
97                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
98                 rq = task_rq(p);
99                 raw_spin_lock(&rq->lock);
100                 /*
101                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
102                  *
103                  *      ACQUIRE (rq->lock)
104                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
105                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
106                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
107                  *                                      [L] ->on_rq
108                  *      RELEASE (rq->lock)
109                  *
110                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
111                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
112                  *
113                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
114                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
115                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
116                  */
117                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
118                         rq_pin_lock(rq, rf);
119                         return rq;
120                 }
121                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
122                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
123
124                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
125                         cpu_relax();
126         }
127 }
128
129 /*
130  * RQ-clock updating methods:
131  */
132
133 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
134 {
135 /*
136  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
137  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
138  */
139         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
140
141 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
142         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
143
144         /*
145          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
146          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
147          * {soft,}irq region.
148          *
149          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
150          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
151          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
152          * monotonic.
153          *
154          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
155          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
156          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
157          * atomic ops.
158          */
159         if (irq_delta > delta)
160                 irq_delta = delta;
161
162         rq->prev_irq_time += irq_delta;
163         delta -= irq_delta;
164 #endif
165 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
166         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
167                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
168                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
169
170                 if (unlikely(steal > delta))
171                         steal = delta;
172
173                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
174                 delta -= steal;
175         }
176 #endif
177
178         rq->clock_task += delta;
179
180 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
181         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
182                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
183 #endif
184         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
185 }
186
187 void update_rq_clock(struct rq *rq)
188 {
189         s64 delta;
190
191         lockdep_assert_held(&rq->lock);
192
193         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
194                 return;
195
196 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
197         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
198                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
199         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
200 #endif
201
202         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
203         if (delta < 0)
204                 return;
205         rq->clock += delta;
206         update_rq_clock_task(rq, delta);
207 }
208
209
210 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
211 /*
212  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
213  */
214
215 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
216 {
217         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
218                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
219 }
220
221 /*
222  * High-resolution timer tick.
223  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
224  */
225 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
226 {
227         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
228         struct rq_flags rf;
229
230         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
231
232         rq_lock(rq, &rf);
233         update_rq_clock(rq);
234         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
235         rq_unlock(rq, &rf);
236
237         return HRTIMER_NORESTART;
238 }
239
240 #ifdef CONFIG_SMP
241
242 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
243 {
244         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
245
246         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
247 }
248
249 /*
250  * called from hardirq (IPI) context
251  */
252 static void __hrtick_start(void *arg)
253 {
254         struct rq *rq = arg;
255         struct rq_flags rf;
256
257         rq_lock(rq, &rf);
258         __hrtick_restart(rq);
259         rq->hrtick_csd_pending = 0;
260         rq_unlock(rq, &rf);
261 }
262
263 /*
264  * Called to set the hrtick timer state.
265  *
266  * called with rq->lock held and irqs disabled
267  */
268 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
269 {
270         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
271         ktime_t time;
272         s64 delta;
273
274         /*
275          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
276          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
277          */
278         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
279         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
280
281         hrtimer_set_expires(timer, time);
282
283         if (rq == this_rq()) {
284                 __hrtick_restart(rq);
285         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
286                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
287                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
288         }
289 }
290
291 #else
292 /*
293  * Called to set the hrtick timer state.
294  *
295  * called with rq->lock held and irqs disabled
296  */
297 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
298 {
299         /*
300          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
301          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
302          */
303         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
304         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
305                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
306 }
307 #endif /* CONFIG_SMP */
308
309 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
310 {
311 #ifdef CONFIG_SMP
312         rq->hrtick_csd_pending = 0;
313
314         rq->hrtick_csd.flags = 0;
315         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
316         rq->hrtick_csd.info = rq;
317 #endif
318
319         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
320         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
321 }
322 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
323 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
324 {
325 }
326
327 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
328 {
329 }
330 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
331
332 /*
333  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
334  */
335 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
336         ({                                                              \
337                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
338                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
339                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
340                                                                         \
341                 for (;;) {                                              \
342                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
343                         if (_old == _val)                               \
344                                 break;                                  \
345                         _val = _old;                                    \
346                 }                                                       \
347         _old;                                                           \
348 })
349
350 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
351 /*
352  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
353  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
354  * spurious IPIs.
355  */
356 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
357 {
358         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
359         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
360 }
361
362 /*
363  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
364  *
365  * If this returns true, then the idle task promises to call
366  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
367  */
368 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
369 {
370         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
371         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
372
373         for (;;) {
374                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
375                         return false;
376                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
377                         return true;
378                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
379                 if (old == val)
380                         break;
381                 val = old;
382         }
383         return true;
384 }
385
386 #else
387 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
388 {
389         set_tsk_need_resched(p);
390         return true;
391 }
392
393 #ifdef CONFIG_SMP
394 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
395 {
396         return false;
397 }
398 #endif
399 #endif
400
401 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
402 {
403         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
404
405         /*
406          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
407          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
408          * wakeup due to that.
409          *
410          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
411          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
412          */
413         smp_mb__before_atomic();
414         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
415                 return false;
416
417         /*
418          * The head is context local, there can be no concurrency.
419          */
420         *head->lastp = node;
421         head->lastp = &node->next;
422         return true;
423 }
424
425 /**
426  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
427  * @head: the wake_q_head to add @task to
428  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
429  *
430  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
431  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
432  * instantly.
433  *
434  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
435  * must be ready to be woken at this location.
436  */
437 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
438 {
439         if (__wake_q_add(head, task))
440                 get_task_struct(task);
441 }
442
443 /**
444  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
445  * @head: the wake_q_head to add @task to
446  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
447  *
448  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
449  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
450  * instantly.
451  *
452  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
453  * must be ready to be woken at this location.
454  *
455  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
456  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
457  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
458  * queued for wakeup.
459  */
460 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
461 {
462         if (!__wake_q_add(head, task))
463                 put_task_struct(task);
464 }
465
466 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
467 {
468         struct wake_q_node *node = head->first;
469
470         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
471                 struct task_struct *task;
472
473                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
474                 BUG_ON(!task);
475                 /* Task can safely be re-inserted now: */
476                 node = node->next;
477                 task->wake_q.next = NULL;
478
479                 /*
480                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
481                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
482                  */
483                 wake_up_process(task);
484                 put_task_struct(task);
485         }
486 }
487
488 /*
489  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
490  *
491  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
492  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
493  * the target CPU.
494  */
495 void resched_curr(struct rq *rq)
496 {
497         struct task_struct *curr = rq->curr;
498         int cpu;
499
500         lockdep_assert_held(&rq->lock);
501
502         if (test_tsk_need_resched(curr))
503                 return;
504
505         cpu = cpu_of(rq);
506
507         if (cpu == smp_processor_id()) {
508                 set_tsk_need_resched(curr);
509                 set_preempt_need_resched();
510                 return;
511         }
512
513         if (set_nr_and_not_polling(curr))
514                 smp_send_reschedule(cpu);
515         else
516                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
517 }
518
519 void resched_cpu(int cpu)
520 {
521         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
522         unsigned long flags;
523
524         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
525         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
526                 resched_curr(rq);
527         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
528 }
529
530 #ifdef CONFIG_SMP
531 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
532 /*
533  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
534  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
535  *
536  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
537  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
538  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
539  */
540 int get_nohz_timer_target(void)
541 {
542         int i, cpu = smp_processor_id();
543         struct sched_domain *sd;
544
545         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
546                 return cpu;
547
548         rcu_read_lock();
549         for_each_domain(cpu, sd) {
550                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
551                         if (cpu == i)
552                                 continue;
553
554                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
555                                 cpu = i;
556                                 goto unlock;
557                         }
558                 }
559         }
560
561         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
562                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
563 unlock:
564         rcu_read_unlock();
565         return cpu;
566 }
567
568 /*
569  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
570  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
571  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
572  * idle system the next event might even be infinite time into the
573  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
574  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
575  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
576  * wheel for the next timer event.
577  */
578 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
579 {
580         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
581
582         if (cpu == smp_processor_id())
583                 return;
584
585         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
586                 smp_send_reschedule(cpu);
587         else
588                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
589 }
590
591 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
592 {
593         /*
594          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
595          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
596          * If needed we can still optimize that later with an
597          * empty IRQ.
598          */
599         if (cpu_is_offline(cpu))
600                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
601         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
602                 if (cpu != smp_processor_id() ||
603                     tick_nohz_tick_stopped())
604                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
605                 return true;
606         }
607
608         return false;
609 }
610
611 /*
612  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
613  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
614  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
615  */
616 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
617 {
618         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
619                 wake_up_idle_cpu(cpu);
620 }
621
622 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
623 {
624         int cpu = smp_processor_id();
625
626         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
627                 return false;
628
629         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
630                 return true;
631
632         /*
633          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
634          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
635          */
636         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
637         return false;
638 }
639
640 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
641
642 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
643 {
644         return false;
645 }
646
647 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
648
649 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
650 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
651 {
652         int fifo_nr_running;
653
654         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
655         if (rq->dl.dl_nr_running)
656                 return false;
657
658         /*
659          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
660          * actual RR behaviour.
661          */
662         if (rq->rt.rr_nr_running) {
663                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
664                         return true;
665                 else
666                         return false;
667         }
668
669         /*
670          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
671          * forced preemption between FIFO tasks.
672          */
673         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
674         if (fifo_nr_running)
675                 return true;
676
677         /*
678          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
679          * if there's more than one we need the tick for involuntary
680          * preemption.
681          */
682         if (rq->nr_running > 1)
683                 return false;
684
685         return true;
686 }
687 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
688 #endif /* CONFIG_SMP */
689
690 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
691                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
692 /*
693  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
694  * node and @up when leaving it for the final time.
695  *
696  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
697  */
698 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
699                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
700 {
701         struct task_group *parent, *child;
702         int ret;
703
704         parent = from;
705
706 down:
707         ret = (*down)(parent, data);
708         if (ret)
709                 goto out;
710         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
711                 parent = child;
712                 goto down;
713
714 up:
715                 continue;
716         }
717         ret = (*up)(parent, data);
718         if (ret || parent == from)
719                 goto out;
720
721         child = parent;
722         parent = parent->parent;
723         if (parent)
724                 goto up;
725 out:
726         return ret;
727 }
728
729 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
730 {
731         return 0;
732 }
733 #endif
734
735 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
736 {
737         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
738         struct load_weight *load = &p->se.load;
739
740         /*
741          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
742          */
743         if (task_has_idle_policy(p)) {
744                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
745                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
746                 p->se.runnable_weight = load->weight;
747                 return;
748         }
749
750         /*
751          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
752          * weight
753          */
754         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
755                 reweight_task(p, prio);
756         } else {
757                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
758                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
759                 p->se.runnable_weight = load->weight;
760         }
761 }
762
763 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
764 {
765         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
766                 update_rq_clock(rq);
767
768         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
769                 sched_info_queued(rq, p);
770                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
771         }
772
773         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
774 }
775
776 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
777 {
778         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
779                 update_rq_clock(rq);
780
781         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
782                 sched_info_dequeued(rq, p);
783                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
784         }
785
786         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
787 }
788
789 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
790 {
791         if (task_contributes_to_load(p))
792                 rq->nr_uninterruptible--;
793
794         enqueue_task(rq, p, flags);
795 }
796
797 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
798 {
799         if (task_contributes_to_load(p))
800                 rq->nr_uninterruptible++;
801
802         dequeue_task(rq, p, flags);
803 }
804
805 /*
806  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
807  */
808 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
809 {
810         return p->static_prio;
811 }
812
813 /*
814  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
815  * without taking RT-inheritance into account. Might be
816  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
817  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
818  * estimator recalculates.
819  */
820 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
821 {
822         int prio;
823
824         if (task_has_dl_policy(p))
825                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
826         else if (task_has_rt_policy(p))
827                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
828         else
829                 prio = __normal_prio(p);
830         return prio;
831 }
832
833 /*
834  * Calculate the current priority, i.e. the priority
835  * taken into account by the scheduler. This value might
836  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
837  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
838  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
839  */
840 static int effective_prio(struct task_struct *p)
841 {
842         p->normal_prio = normal_prio(p);
843         /*
844          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
845          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
846          * to the normal priority:
847          */
848         if (!rt_prio(p->prio))
849                 return p->normal_prio;
850         return p->prio;
851 }
852
853 /**
854  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
855  * @p: the task in question.
856  *
857  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
858  */
859 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
860 {
861         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
862 }
863
864 /*
865  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
866  * use the balance_callback list if you want balancing.
867  *
868  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
869  * balance_callback().
870  */
871 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
872                                        const struct sched_class *prev_class,
873                                        int oldprio)
874 {
875         if (prev_class != p->sched_class) {
876                 if (prev_class->switched_from)
877                         prev_class->switched_from(rq, p);
878
879                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
880         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
881                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
882 }
883
884 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
885 {
886         const struct sched_class *class;
887
888         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
889                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
890         } else {
891                 for_each_class(class) {
892                         if (class == rq->curr->sched_class)
893                                 break;
894                         if (class == p->sched_class) {
895                                 resched_curr(rq);
896                                 break;
897                         }
898                 }
899         }
900
901         /*
902          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
903          * this case, we can save a useless back to back clock update.
904          */
905         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
906                 rq_clock_skip_update(rq);
907 }
908
909 #ifdef CONFIG_SMP
910
911 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
912 {
913         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
914                 return false;
915
916         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
917                 return false;
918
919         return true;
920 }
921
922 /*
923  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !actie && online CPUs, see
924  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
925  */
926 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
927 {
928         if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
929                 return false;
930
931         if (is_per_cpu_kthread(p))
932                 return cpu_online(cpu);
933
934         return cpu_active(cpu);
935 }
936
937 /*
938  * This is how migration works:
939  *
940  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
941  *    stop_one_cpu().
942  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
943  *    off the CPU)
944  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
945  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
946  *    it and puts it into the right queue.
947  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
948  *    is done.
949  */
950
951 /*
952  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
953  *
954  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
955  */
956 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
957                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
958 {
959         lockdep_assert_held(&rq->lock);
960
961         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
962         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
963         set_task_cpu(p, new_cpu);
964         rq_unlock(rq, rf);
965
966         rq = cpu_rq(new_cpu);
967
968         rq_lock(rq, rf);
969         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
970         enqueue_task(rq, p, 0);
971         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
972         check_preempt_curr(rq, p, 0);
973
974         return rq;
975 }
976
977 struct migration_arg {
978         struct task_struct *task;
979         int dest_cpu;
980 };
981
982 /*
983  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
984  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
985  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
986  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
987  *
988  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
989  * as the task is no longer on this CPU.
990  */
991 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
992                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
993 {
994         /* Affinity changed (again). */
995         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
996                 return rq;
997
998         update_rq_clock(rq);
999         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1000
1001         return rq;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1006  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1007  * 'pushing' onto another runqueue.
1008  */
1009 static int migration_cpu_stop(void *data)
1010 {
1011         struct migration_arg *arg = data;
1012         struct task_struct *p = arg->task;
1013         struct rq *rq = this_rq();
1014         struct rq_flags rf;
1015
1016         /*
1017          * The original target CPU might have gone down and we might
1018          * be on another CPU but it doesn't matter.
1019          */
1020         local_irq_disable();
1021         /*
1022          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1023          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1024          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1025          */
1026         sched_ttwu_pending();
1027
1028         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1029         rq_lock(rq, &rf);
1030         /*
1031          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1032          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1033          * we're holding p->pi_lock.
1034          */
1035         if (task_rq(p) == rq) {
1036                 if (task_on_rq_queued(p))
1037                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1038                 else
1039                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1040         }
1041         rq_unlock(rq, &rf);
1042         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1043
1044         local_irq_enable();
1045         return 0;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1050  * actually call this function.
1051  */
1052 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1053 {
1054         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1055         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1056 }
1057
1058 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1059 {
1060         struct rq *rq = task_rq(p);
1061         bool queued, running;
1062
1063         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1064
1065         queued = task_on_rq_queued(p);
1066         running = task_current(rq, p);
1067
1068         if (queued) {
1069                 /*
1070                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1071                  * holding rq->lock.
1072                  */
1073                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1074                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1075         }
1076         if (running)
1077                 put_prev_task(rq, p);
1078
1079         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1080
1081         if (queued)
1082                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1083         if (running)
1084                 set_curr_task(rq, p);
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1089  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1090  * is removed from the allowed bitmask.
1091  *
1092  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1093  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1094  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1095  */
1096 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1097                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1098 {
1099         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1100         unsigned int dest_cpu;
1101         struct rq_flags rf;
1102         struct rq *rq;
1103         int ret = 0;
1104
1105         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1106         update_rq_clock(rq);
1107
1108         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1109                 /*
1110                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1111                  */
1112                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1113         }
1114
1115         /*
1116          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1117          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1118          */
1119         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1120                 ret = -EINVAL;
1121                 goto out;
1122         }
1123
1124         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1125                 goto out;
1126
1127         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1128                 ret = -EINVAL;
1129                 goto out;
1130         }
1131
1132         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1133
1134         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1135                 /*
1136                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1137                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1138                  */
1139                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1140                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1141                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1142         }
1143
1144         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1145         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1146                 goto out;
1147
1148         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1149         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1150                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1151                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1152                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1153                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1154                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1155                 return 0;
1156         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1157                 /*
1158                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1159                  * afterwards anyway.
1160                  */
1161                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1162         }
1163 out:
1164         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1165
1166         return ret;
1167 }
1168
1169 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1170 {
1171         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1172 }
1173 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1174
1175 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1176 {
1177 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1178         /*
1179          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1180          * ttwu() will sort out the placement.
1181          */
1182         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1183                         !p->on_rq);
1184
1185         /*
1186          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1187          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1188          * time relying on p->on_rq.
1189          */
1190         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1191                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1192                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1193
1194 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1195         /*
1196          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1197          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1198          *
1199          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1200          * see task_group().
1201          *
1202          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1203          * task_rq_lock().
1204          */
1205         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1206                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1207 #endif
1208         /*
1209          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1210          */
1211         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1212 #endif
1213
1214         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1215
1216         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1217                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1218                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1219                 p->se.nr_migrations++;
1220                 rseq_migrate(p);
1221                 perf_event_task_migrate(p);
1222         }
1223
1224         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1225 }
1226
1227 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1228 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1229 {
1230         if (task_on_rq_queued(p)) {
1231                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1232                 struct rq_flags srf, drf;
1233
1234                 src_rq = task_rq(p);
1235                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1236
1237                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1238                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1239
1240                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1241                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1242                 set_task_cpu(p, cpu);
1243                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1244                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1245                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1246
1247                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1248                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1249
1250         } else {
1251                 /*
1252                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1253                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1254                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1255                  */
1256                 p->wake_cpu = cpu;
1257         }
1258 }
1259
1260 struct migration_swap_arg {
1261         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1262         int src_cpu, dst_cpu;
1263 };
1264
1265 static int migrate_swap_stop(void *data)
1266 {
1267         struct migration_swap_arg *arg = data;
1268         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1269         int ret = -EAGAIN;
1270
1271         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1272                 return -EAGAIN;
1273
1274         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1275         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1276
1277         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1278                         &arg->dst_task->pi_lock);
1279         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1280
1281         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1282                 goto unlock;
1283
1284         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1285                 goto unlock;
1286
1287         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1288                 goto unlock;
1289
1290         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1291                 goto unlock;
1292
1293         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1294         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1295
1296         ret = 0;
1297
1298 unlock:
1299         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1300         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1301         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1302
1303         return ret;
1304 }
1305
1306 /*
1307  * Cross migrate two tasks
1308  */
1309 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1310                 int target_cpu, int curr_cpu)
1311 {
1312         struct migration_swap_arg arg;
1313         int ret = -EINVAL;
1314
1315         arg = (struct migration_swap_arg){
1316                 .src_task = cur,
1317                 .src_cpu = curr_cpu,
1318                 .dst_task = p,
1319                 .dst_cpu = target_cpu,
1320         };
1321
1322         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1323                 goto out;
1324
1325         /*
1326          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1327          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1328          */
1329         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1330                 goto out;
1331
1332         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1333                 goto out;
1334
1335         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1336                 goto out;
1337
1338         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1339         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1340
1341 out:
1342         return ret;
1343 }
1344 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1345
1346 /*
1347  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1348  *
1349  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1350  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1351  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1352  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1353  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1354  * @p has remained unscheduled the whole time.
1355  *
1356  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1357  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1358  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1359  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1360  * waiting to become inactive.
1361  */
1362 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1363 {
1364         int running, queued;
1365         struct rq_flags rf;
1366         unsigned long ncsw;
1367         struct rq *rq;
1368
1369         for (;;) {
1370                 /*
1371                  * We do the initial early heuristics without holding
1372                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1373                  * the runqueue lock when things look like they will
1374                  * work out!
1375                  */
1376                 rq = task_rq(p);
1377
1378                 /*
1379                  * If the task is actively running on another CPU
1380                  * still, just relax and busy-wait without holding
1381                  * any locks.
1382                  *
1383                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1384                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1385                  * But we don't care, since "task_running()" will
1386                  * return false if the runqueue has changed and p
1387                  * is actually now running somewhere else!
1388                  */
1389                 while (task_running(rq, p)) {
1390                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1391                                 return 0;
1392                         cpu_relax();
1393                 }
1394
1395                 /*
1396                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1397                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1398                  * just go back and repeat.
1399                  */
1400                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1401                 trace_sched_wait_task(p);
1402                 running = task_running(rq, p);
1403                 queued = task_on_rq_queued(p);
1404                 ncsw = 0;
1405                 if (!match_state || p->state == match_state)
1406                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1407                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1408
1409                 /*
1410                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1411                  */
1412                 if (unlikely(!ncsw))
1413                         break;
1414
1415                 /*
1416                  * Was it really running after all now that we
1417                  * checked with the proper locks actually held?
1418                  *
1419                  * Oops. Go back and try again..
1420                  */
1421                 if (unlikely(running)) {
1422                         cpu_relax();
1423                         continue;
1424                 }
1425
1426                 /*
1427                  * It's not enough that it's not actively running,
1428                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1429                  * preempted!
1430                  *
1431                  * So if it was still runnable (but just not actively
1432                  * running right now), it's preempted, and we should
1433                  * yield - it could be a while.
1434                  */
1435                 if (unlikely(queued)) {
1436                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1437
1438                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1439                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1440                         continue;
1441                 }
1442
1443                 /*
1444                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1445                  * runnable, which means that it will never become
1446                  * running in the future either. We're all done!
1447                  */
1448                 break;
1449         }
1450
1451         return ncsw;
1452 }
1453
1454 /***
1455  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1456  * @p: the to-be-kicked thread
1457  *
1458  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1459  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1460  *
1461  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1462  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1463  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1464  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1465  * achieved as well.
1466  */
1467 void kick_process(struct task_struct *p)
1468 {
1469         int cpu;
1470
1471         preempt_disable();
1472         cpu = task_cpu(p);
1473         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1474                 smp_send_reschedule(cpu);
1475         preempt_enable();
1476 }
1477 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1478
1479 /*
1480  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1481  *
1482  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1483  *
1484  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1485  *
1486  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
1487  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1488  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1489  *    see it.
1490  *
1491  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1492  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1493  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1494  *    off.
1495  *
1496  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1497  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1498  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1499  * to satisfy the above rules.
1500  */
1501 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1502 {
1503         int nid = cpu_to_node(cpu);
1504         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1505         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1506         int dest_cpu;
1507
1508         /*
1509          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1510          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1511          * select the CPU on the other node.
1512          */
1513         if (nid != -1) {
1514                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1515
1516                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1517                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1518                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1519                                 continue;
1520                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1521                                 return dest_cpu;
1522                 }
1523         }
1524
1525         for (;;) {
1526                 /* Any allowed, online CPU? */
1527                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1528                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1529                                 continue;
1530
1531                         goto out;
1532                 }
1533
1534                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1535                 switch (state) {
1536                 case cpuset:
1537                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1538                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1539                                 state = possible;
1540                                 break;
1541                         }
1542                         /* Fall-through */
1543                 case possible:
1544                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1545                         state = fail;
1546                         break;
1547
1548                 case fail:
1549                         BUG();
1550                         break;
1551                 }
1552         }
1553
1554 out:
1555         if (state != cpuset) {
1556                 /*
1557                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1558                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1559                  * leave kernel.
1560                  */
1561                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1562                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1563                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1564                 }
1565         }
1566
1567         return dest_cpu;
1568 }
1569
1570 /*
1571  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1572  */
1573 static inline
1574 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1575 {
1576         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1577
1578         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1579                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1580         else
1581                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1582
1583         /*
1584          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1585          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1586          * CPU.
1587          *
1588          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1589          *
1590          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1591          *   not worry about this generic constraint ]
1592          */
1593         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
1594                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1595
1596         return cpu;
1597 }
1598
1599 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1600 {
1601         s64 diff = sample - *avg;
1602         *avg += diff >> 3;
1603 }
1604
1605 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1606 {
1607         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1608         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1609
1610         if (stop) {
1611                 /*
1612                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1613                  * userspace knows about and won't get confused about.
1614                  *
1615                  * Also, it will make PI more or less work without too
1616                  * much confusion -- but then, stop work should not
1617                  * rely on PI working anyway.
1618                  */
1619                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1620
1621                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1622         }
1623
1624         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1625
1626         if (old_stop) {
1627                 /*
1628                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1629                  * it can die in pieces.
1630                  */
1631                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1632         }
1633 }
1634
1635 #else
1636
1637 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1638                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1639 {
1640         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1641 }
1642
1643 #endif /* CONFIG_SMP */
1644
1645 static void
1646 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1647 {
1648         struct rq *rq;
1649
1650         if (!schedstat_enabled())
1651                 return;
1652
1653         rq = this_rq();
1654
1655 #ifdef CONFIG_SMP
1656         if (cpu == rq->cpu) {
1657                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1658                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1659         } else {
1660                 struct sched_domain *sd;
1661
1662                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1663                 rcu_read_lock();
1664                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1665                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1666                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1667                                 break;
1668                         }
1669                 }
1670                 rcu_read_unlock();
1671         }
1672
1673         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1674                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1675 #endif /* CONFIG_SMP */
1676
1677         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1678         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1679
1680         if (wake_flags & WF_SYNC)
1681                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1682 }
1683
1684 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1685 {
1686         activate_task(rq, p, en_flags);
1687         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1688
1689         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1690         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1691                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1696  */
1697 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1698                            struct rq_flags *rf)
1699 {
1700         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1701         p->state = TASK_RUNNING;
1702         trace_sched_wakeup(p);
1703
1704 #ifdef CONFIG_SMP
1705         if (p->sched_class->task_woken) {
1706                 /*
1707                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1708                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1709                  */
1710                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1711                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1712                 rq_repin_lock(rq, rf);
1713         }
1714
1715         if (rq->idle_stamp) {
1716                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1717                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1718
1719                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1720
1721                 if (rq->avg_idle > max)
1722                         rq->avg_idle = max;
1723
1724                 rq->idle_stamp = 0;
1725         }
1726 #endif
1727 }
1728
1729 static void
1730 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1731                  struct rq_flags *rf)
1732 {
1733         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1734
1735         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1736
1737 #ifdef CONFIG_SMP
1738         if (p->sched_contributes_to_load)
1739                 rq->nr_uninterruptible--;
1740
1741         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1742                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1743 #endif
1744
1745         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1746         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1751  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1752  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1753  * the task is still ->on_rq.
1754  */
1755 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1756 {
1757         struct rq_flags rf;
1758         struct rq *rq;
1759         int ret = 0;
1760
1761         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1762         if (task_on_rq_queued(p)) {
1763                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1764                 update_rq_clock(rq);
1765                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1766                 ret = 1;
1767         }
1768         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1769
1770         return ret;
1771 }
1772
1773 #ifdef CONFIG_SMP
1774 void sched_ttwu_pending(void)
1775 {
1776         struct rq *rq = this_rq();
1777         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1778         struct task_struct *p, *t;
1779         struct rq_flags rf;
1780
1781         if (!llist)
1782                 return;
1783
1784         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1785         update_rq_clock(rq);
1786
1787         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1788                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1789
1790         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1791 }
1792
1793 void scheduler_ipi(void)
1794 {
1795         /*
1796          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1797          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1798          * this IPI.
1799          */
1800         preempt_fold_need_resched();
1801
1802         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1803                 return;
1804
1805         /*
1806          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1807          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1808          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1809          * we do call them.
1810          *
1811          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1812          * properly.
1813          *
1814          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1815          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1816          * somewhat pessimize the simple resched case.
1817          */
1818         irq_enter();
1819         sched_ttwu_pending();
1820
1821         /*
1822          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1823          */
1824         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1825                 this_rq()->idle_balance = 1;
1826                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1827         }
1828         irq_exit();
1829 }
1830
1831 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1832 {
1833         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1834
1835         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1836
1837         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1838                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1839                         smp_send_reschedule(cpu);
1840                 else
1841                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1842         }
1843 }
1844
1845 void wake_up_if_idle(int cpu)
1846 {
1847         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1848         struct rq_flags rf;
1849
1850         rcu_read_lock();
1851
1852         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1853                 goto out;
1854
1855         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1856                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1857         } else {
1858                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1859                 if (is_idle_task(rq->curr))
1860                         smp_send_reschedule(cpu);
1861                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1862                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1863         }
1864
1865 out:
1866         rcu_read_unlock();
1867 }
1868
1869 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1870 {
1871         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1872 }
1873 #endif /* CONFIG_SMP */
1874
1875 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1876 {
1877         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1878         struct rq_flags rf;
1879
1880 #if defined(CONFIG_SMP)
1881         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1882                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1883                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1884                 return;
1885         }
1886 #endif
1887
1888         rq_lock(rq, &rf);
1889         update_rq_clock(rq);
1890         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1891         rq_unlock(rq, &rf);
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1896  *
1897  *  MIGRATION
1898  *
1899  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1900  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1901  * execution on its new CPU [c1].
1902  *
1903  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1904  *
1905  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1906  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1907  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1908  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1909  *
1910  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
1911  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1912  *
1913  * Example:
1914  *
1915  *   CPU0            CPU1            CPU2
1916  *
1917  *   LOCK rq(0)->lock
1918  *   sched-out X
1919  *   sched-in Y
1920  *   UNLOCK rq(0)->lock
1921  *
1922  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1923  *                                   dequeue X
1924  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1925  *
1926  *                                   LOCK rq(1)->lock
1927  *                                   enqueue X
1928  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1929  *
1930  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1931  *                   sched-out Z
1932  *                   sched-in X
1933  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1934  *
1935  *
1936  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1937  *
1938  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1939  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1940  * chain to provide order. Instead we do:
1941  *
1942  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1943  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1944  *
1945  * Example:
1946  *
1947  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1948  *
1949  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1950  *   dequeue X
1951  *   sched-out X
1952  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1953  *
1954  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1955  *                    X->state = WAKING
1956  *                    set_task_cpu(X,2)
1957  *
1958  *                    LOCK rq(2)->lock
1959  *                    enqueue X
1960  *                    X->state = RUNNING
1961  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1962  *
1963  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1964  *                                          sched-out Z
1965  *                                          sched-in X
1966  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1967  *
1968  *                    UNLOCK X->pi_lock
1969  *   UNLOCK rq(0)->lock
1970  *
1971  *
1972  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1973  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
1974  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
1975  */
1976
1977 /**
1978  * try_to_wake_up - wake up a thread
1979  * @p: the thread to be awakened
1980  * @state: the mask of task states that can be woken
1981  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1982  *
1983  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1984  *
1985  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1986  *
1987  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1988  * set_current_state().
1989  *
1990  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
1991  * state; see set_current_state().
1992  *
1993  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1994  *         %false otherwise.
1995  */
1996 static int
1997 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1998 {
1999         unsigned long flags;
2000         int cpu, success = 0;
2001
2002         /*
2003          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2004          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2005          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2006          * set_current_state() the waiting thread does.
2007          */
2008         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2009         smp_mb__after_spinlock();
2010         if (!(p->state & state))
2011                 goto out;
2012
2013         trace_sched_waking(p);
2014
2015         /* We're going to change ->state: */
2016         success = 1;
2017         cpu = task_cpu(p);
2018
2019         /*
2020          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2021          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2022          * in smp_cond_load_acquire() below.
2023          *
2024          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2025          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2026          *   UNLOCK rq->lock
2027          *
2028          * __schedule() (switch to task 'p')
2029          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2030          *   smp_mb__after_spinlock();
2031          *   UNLOCK rq->lock
2032          *
2033          * [task p]
2034          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2035          *
2036          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2037          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2038          */
2039         smp_rmb();
2040         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2041                 goto stat;
2042
2043 #ifdef CONFIG_SMP
2044         /*
2045          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2046          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2047          *
2048          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2049          * from the runqueue.
2050          *
2051          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2052          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2053          *   UNLOCK rq->lock
2054          *
2055          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2056          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2057          *   smp_mb__after_spinlock();
2058          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2059          *
2060          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2061          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2062          */
2063         smp_rmb();
2064
2065         /*
2066          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2067          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2068          *
2069          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2070          *
2071          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2072          * their previous state and preserve Program Order.
2073          */
2074         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2075
2076         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2077         p->state = TASK_WAKING;
2078
2079         if (p->in_iowait) {
2080                 delayacct_blkio_end(p);
2081                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2082         }
2083
2084         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2085         if (task_cpu(p) != cpu) {
2086                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2087                 psi_ttwu_dequeue(p);
2088                 set_task_cpu(p, cpu);
2089         }
2090
2091 #else /* CONFIG_SMP */
2092
2093         if (p->in_iowait) {
2094                 delayacct_blkio_end(p);
2095                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2096         }
2097
2098 #endif /* CONFIG_SMP */
2099
2100         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2101 stat:
2102         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2103 out:
2104         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2105
2106         return success;
2107 }
2108
2109 /**
2110  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2111  * @p: the thread to be awakened
2112  * @rf: request-queue flags for pinning
2113  *
2114  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2115  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2116  * the current task.
2117  */
2118 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2119 {
2120         struct rq *rq = task_rq(p);
2121
2122         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2123             WARN_ON_ONCE(p == current))
2124                 return;
2125
2126         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2127
2128         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2129                 /*
2130                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2131                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2132                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2133                  * not yet picked a replacement task.
2134                  */
2135                 rq_unlock(rq, rf);
2136                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2137                 rq_relock(rq, rf);
2138         }
2139
2140         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2141                 goto out;
2142
2143         trace_sched_waking(p);
2144
2145         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2146                 if (p->in_iowait) {
2147                         delayacct_blkio_end(p);
2148                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2149                 }
2150                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2151         }
2152
2153         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2154         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2155 out:
2156         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2157 }
2158
2159 /**
2160  * wake_up_process - Wake up a specific process
2161  * @p: The process to be woken up.
2162  *
2163  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2164  * processes.
2165  *
2166  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2167  *
2168  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2169  */
2170 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2171 {
2172         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2173 }
2174 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2175
2176 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2177 {
2178         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2183  * p is forked by current.
2184  *
2185  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2186  */
2187 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2188 {
2189         p->on_rq                        = 0;
2190
2191         p->se.on_rq                     = 0;
2192         p->se.exec_start                = 0;
2193         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2194         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2195         p->se.nr_migrations             = 0;
2196         p->se.vruntime                  = 0;
2197         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2198
2199 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2200         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2201 #endif
2202
2203 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2204         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2205         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2206 #endif
2207
2208         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2209         init_dl_task_timer(&p->dl);
2210         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2211         __dl_clear_params(p);
2212
2213         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2214         p->rt.timeout           = 0;
2215         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2216         p->rt.on_rq             = 0;
2217         p->rt.on_list           = 0;
2218
2219 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2220         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2221 #endif
2222
2223         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2224 }
2225
2226 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2227
2228 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2229
2230 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2231 {
2232         if (enabled)
2233                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2234         else
2235                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2236 }
2237
2238 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2239 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2240                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2241 {
2242         struct ctl_table t;
2243         int err;
2244         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2245
2246         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2247                 return -EPERM;
2248
2249         t = *table;
2250         t.data = &state;
2251         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2252         if (err < 0)
2253                 return err;
2254         if (write)
2255                 set_numabalancing_state(state);
2256         return err;
2257 }
2258 #endif
2259 #endif
2260
2261 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2262
2263 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2264 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2265
2266 static void set_schedstats(bool enabled)
2267 {
2268         if (enabled)
2269                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2270         else
2271                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2272 }
2273
2274 void force_schedstat_enabled(void)
2275 {
2276         if (!schedstat_enabled()) {
2277                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2278                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2279         }
2280 }
2281
2282 static int __init setup_schedstats(char *str)
2283 {
2284         int ret = 0;
2285         if (!str)
2286                 goto out;
2287
2288         /*
2289          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2290          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2291          * variable so init_schedstats() can do it later.
2292          */
2293         if (!strcmp(str, "enable")) {
2294                 __sched_schedstats = true;
2295                 ret = 1;
2296         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2297                 __sched_schedstats = false;
2298                 ret = 1;
2299         }
2300 out:
2301         if (!ret)
2302                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2303
2304         return ret;
2305 }
2306 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2307
2308 static void __init init_schedstats(void)
2309 {
2310         set_schedstats(__sched_schedstats);
2311 }
2312
2313 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2314 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2315                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2316 {
2317         struct ctl_table t;
2318         int err;
2319         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2320
2321         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2322                 return -EPERM;
2323
2324         t = *table;
2325         t.data = &state;
2326         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2327         if (err < 0)
2328                 return err;
2329         if (write)
2330                 set_schedstats(state);
2331         return err;
2332 }
2333 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2334 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2335 static inline void init_schedstats(void) {}
2336 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2337
2338 /*
2339  * fork()/clone()-time setup:
2340  */
2341 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2342 {
2343         unsigned long flags;
2344
2345         __sched_fork(clone_flags, p);
2346         /*
2347          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2348          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2349          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2350          */
2351         p->state = TASK_NEW;
2352
2353         /*
2354          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2355          */
2356         p->prio = current->normal_prio;
2357
2358         /*
2359          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2360          */
2361         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2362                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2363                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2364                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2365                         p->rt_priority = 0;
2366                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2367                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2368
2369                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2370                 set_load_weight(p, false);
2371
2372                 /*
2373                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2374                  * fulfilled its duty:
2375                  */
2376                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2377         }
2378
2379         if (dl_prio(p->prio))
2380                 return -EAGAIN;
2381         else if (rt_prio(p->prio))
2382                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2383         else
2384                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2385
2386         init_entity_runnable_average(&p->se);
2387
2388         /*
2389          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2390          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2391          * is ran before sched_fork().
2392          *
2393          * Silence PROVE_RCU.
2394          */
2395         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2396         /*
2397          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2398          * so use __set_task_cpu().
2399          */
2400         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2401         if (p->sched_class->task_fork)
2402                 p->sched_class->task_fork(p);
2403         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2404
2405 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2406         if (likely(sched_info_on()))
2407                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2408 #endif
2409 #if defined(CONFIG_SMP)
2410         p->on_cpu = 0;
2411 #endif
2412         init_task_preempt_count(p);
2413 #ifdef CONFIG_SMP
2414         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2415         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2416 #endif
2417         return 0;
2418 }
2419
2420 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2421 {
2422         if (runtime == RUNTIME_INF)
2423                 return BW_UNIT;
2424
2425         /*
2426          * Doing this here saves a lot of checks in all
2427          * the calling paths, and returning zero seems
2428          * safe for them anyway.
2429          */
2430         if (period == 0)
2431                 return 0;
2432
2433         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2434 }
2435
2436 /*
2437  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2438  *
2439  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2440  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2441  * on the runqueue and wakes it.
2442  */
2443 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2444 {
2445         struct rq_flags rf;
2446         struct rq *rq;
2447
2448         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2449         p->state = TASK_RUNNING;
2450 #ifdef CONFIG_SMP
2451         /*
2452          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2453          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2454          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2455          *
2456          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2457          * as we're not fully set-up yet.
2458          */
2459         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2460         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2461 #endif
2462         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2463         update_rq_clock(rq);
2464         post_init_entity_util_avg(p);
2465
2466         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2467         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2468         trace_sched_wakeup_new(p);
2469         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2470 #ifdef CONFIG_SMP
2471         if (p->sched_class->task_woken) {
2472                 /*
2473                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2474                  * drop it.
2475                  */
2476                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2477                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2478                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2479         }
2480 #endif
2481         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2482 }
2483
2484 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2485
2486 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2487
2488 void preempt_notifier_inc(void)
2489 {
2490         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2491 }
2492 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2493
2494 void preempt_notifier_dec(void)
2495 {
2496         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2497 }
2498 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2499
2500 /**
2501  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2502  * @notifier: notifier struct to register
2503  */
2504 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2505 {
2506         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2507                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2508
2509         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2510 }
2511 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2512
2513 /**
2514  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2515  * @notifier: notifier struct to unregister
2516  *
2517  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2518  */
2519 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2520 {
2521         hlist_del(&notifier->link);
2522 }
2523 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2524
2525 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2526 {
2527         struct preempt_notifier *notifier;
2528
2529         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2530                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2531 }
2532
2533 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2534 {
2535         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2536                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2537 }
2538
2539 static void
2540 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2541                                    struct task_struct *next)
2542 {
2543         struct preempt_notifier *notifier;
2544
2545         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2546                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2547 }
2548
2549 static __always_inline void
2550 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2551                                  struct task_struct *next)
2552 {
2553         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2554                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2555 }
2556
2557 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2558
2559 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2560 {
2561 }
2562
2563 static inline void
2564 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2565                                  struct task_struct *next)
2566 {
2567 }
2568
2569 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2570
2571 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
2572 {
2573 #ifdef CONFIG_SMP
2574         /*
2575          * Claim the task as running, we do this before switching to it
2576          * such that any running task will have this set.
2577          */
2578         next->on_cpu = 1;
2579 #endif
2580 }
2581
2582 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
2583 {
2584 #ifdef CONFIG_SMP
2585         /*
2586          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
2587          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
2588          * finished.
2589          *
2590          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
2591          * happen before this.
2592          *
2593          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
2594          */
2595         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
2596 #endif
2597 }
2598
2599 static inline void
2600 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2601 {
2602         /*
2603          * Since the runqueue lock will be released by the next
2604          * task (which is an invalid locking op but in the case
2605          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2606          * do an early lockdep release here:
2607          */
2608         rq_unpin_lock(rq, rf);
2609         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2610 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
2611         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
2612         rq->lock.owner = next;
2613 #endif
2614 }
2615
2616 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
2617 {
2618         /*
2619          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
2620          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
2621          * prev into current:
2622          */
2623         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
2624         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2625 }
2626
2627 /*
2628  * NOP if the arch has not defined these:
2629  */
2630
2631 #ifndef prepare_arch_switch
2632 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
2633 #endif
2634
2635 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
2636 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
2637 #endif
2638
2639 /**
2640  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2641  * @rq: the runqueue preparing to switch
2642  * @prev: the current task that is being switched out
2643  * @next: the task we are going to switch to.
2644  *
2645  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2646  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2647  * switch.
2648  *
2649  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2650  * hooks.
2651  */
2652 static inline void
2653 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2654                     struct task_struct *next)
2655 {
2656         kcov_prepare_switch(prev);
2657         sched_info_switch(rq, prev, next);
2658         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2659         rseq_preempt(prev);
2660         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2661         prepare_task(next);
2662         prepare_arch_switch(next);
2663 }
2664
2665 /**
2666  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2667  * @prev: the thread we just switched away from.
2668  *
2669  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2670  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2671  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2672  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2673  *
2674  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2675  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2676  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2677  * details.)
2678  *
2679  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2680  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2681  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2682  * because prev may have moved to another CPU.
2683  */
2684 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2685         __releases(rq->lock)
2686 {
2687         struct rq *rq = this_rq();
2688         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2689         long prev_state;
2690
2691         /*
2692          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2693          * because it left us after:
2694          *
2695          *      schedule()
2696          *        preempt_disable();                    // 1
2697          *        __schedule()
2698          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2699          *
2700          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2701          */
2702         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2703                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2704                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2705                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2706
2707         rq->prev_mm = NULL;
2708
2709         /*
2710          * A task struct has one reference for the use as "current".
2711          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2712          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2713          * the scheduled task must drop that reference.
2714          *
2715          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2716          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2717          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2718          * transition, resulting in a double drop.
2719          */
2720         prev_state = prev->state;
2721         vtime_task_switch(prev);
2722         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2723         finish_task(prev);
2724         finish_lock_switch(rq);
2725         finish_arch_post_lock_switch();
2726         kcov_finish_switch(current);
2727
2728         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2729         /*
2730          * When switching through a kernel thread, the loop in
2731          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
2732          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
2733          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
2734          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
2735          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
2736          *
2737          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
2738          *   provided by mmdrop(),
2739          * - a sync_core for SYNC_CORE.
2740          */
2741         if (mm) {
2742                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
2743                 mmdrop(mm);
2744         }
2745         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2746                 if (prev->sched_class->task_dead)
2747                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2748
2749                 /*
2750                  * Remove function-return probe instances associated with this
2751                  * task and put them back on the free list.
2752                  */
2753                 kprobe_flush_task(prev);
2754
2755                 /* Task is done with its stack. */
2756                 put_task_stack(prev);
2757
2758                 put_task_struct(prev);
2759         }
2760
2761         tick_nohz_task_switch();
2762         return rq;
2763 }
2764
2765 #ifdef CONFIG_SMP
2766
2767 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2768 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2769 {
2770         struct callback_head *head, *next;
2771         void (*func)(struct rq *rq);
2772         unsigned long flags;
2773
2774         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2775         head = rq->balance_callback;
2776         rq->balance_callback = NULL;
2777         while (head) {
2778                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2779                 next = head->next;
2780                 head->next = NULL;
2781                 head = next;
2782
2783                 func(rq);
2784         }
2785         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2786 }
2787
2788 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2789 {
2790         if (unlikely(rq->balance_callback))
2791                 __balance_callback(rq);
2792 }
2793
2794 #else
2795
2796 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2797 {
2798 }
2799
2800 #endif
2801
2802 /**
2803  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2804  * @prev: the thread we just switched away from.
2805  */
2806 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2807         __releases(rq->lock)
2808 {
2809         struct rq *rq;
2810
2811         /*
2812          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2813          * finish_task_switch() for details.
2814          *
2815          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2816          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2817          * PREEMPT_COUNT kernels).
2818          */
2819
2820         rq = finish_task_switch(prev);
2821         balance_callback(rq);
2822         preempt_enable();
2823
2824         if (current->set_child_tid)
2825                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2826
2827         calculate_sigpending();
2828 }
2829
2830 /*
2831  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2832  */
2833 static __always_inline struct rq *
2834 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2835                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2836 {
2837         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2838
2839         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2840
2841         mm = next->mm;
2842         oldmm = prev->active_mm;
2843         /*
2844          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2845          * combine the page table reload and the switch backend into
2846          * one hypercall.
2847          */
2848         arch_start_context_switch(prev);
2849
2850         /*
2851          * If mm is non-NULL, we pass through switch_mm(). If mm is
2852          * NULL, we will pass through mmdrop() in finish_task_switch().
2853          * Both of these contain the full memory barrier required by
2854          * membarrier after storing to rq->curr, before returning to
2855          * user-space.
2856          */
2857         if (!mm) {
2858                 next->active_mm = oldmm;
2859                 mmgrab(oldmm);
2860                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2861         } else
2862                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2863
2864         if (!prev->mm) {
2865                 prev->active_mm = NULL;
2866                 rq->prev_mm = oldmm;
2867         }
2868
2869         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2870
2871         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
2872
2873         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2874         switch_to(prev, next, prev);
2875         barrier();
2876
2877         return finish_task_switch(prev);
2878 }
2879
2880 /*
2881  * nr_running and nr_context_switches:
2882  *
2883  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2884  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2885  */
2886 unsigned long nr_running(void)
2887 {
2888         unsigned long i, sum = 0;
2889
2890         for_each_online_cpu(i)
2891                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2892
2893         return sum;
2894 }
2895
2896 /*
2897  * Check if only the current task is running on the CPU.
2898  *
2899  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2900  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2901  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2902  *
2903  * - from a non-preemptible section (of course)
2904  *
2905  * - from a thread that is bound to a single CPU
2906  *
2907  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2908  */
2909 bool single_task_running(void)
2910 {
2911         return raw_rq()->nr_running == 1;
2912 }
2913 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2914
2915 unsigned long long nr_context_switches(void)
2916 {
2917         int i;
2918         unsigned long long sum = 0;
2919
2920         for_each_possible_cpu(i)
2921                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2922
2923         return sum;
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
2928  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
2929  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
2930  * it does become runnable.
2931  */
2932
2933 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2934 {
2935         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
2936 }
2937
2938 /*
2939  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2940  *
2941  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2942  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2943  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2944  *
2945  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2946  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2947  * running and we'd not be idle.
2948  *
2949  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2950  * is broken.
2951  *
2952  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2953  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2954  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2955  * utilising both CPUs.
2956  *
2957  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2958  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2959  *
2960  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2961  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2962  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2963  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2964  *
2965  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2966  */
2967
2968 unsigned long nr_iowait(void)
2969 {
2970         unsigned long i, sum = 0;
2971
2972         for_each_possible_cpu(i)
2973                 sum += nr_iowait_cpu(i);
2974
2975         return sum;
2976 }
2977
2978 #ifdef CONFIG_SMP
2979
2980 /*
2981  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2982  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2983  */
2984 void sched_exec(void)
2985 {
2986         struct task_struct *p = current;
2987         unsigned long flags;
2988         int dest_cpu;
2989
2990         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2991         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2992         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2993                 goto unlock;
2994
2995         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2996                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2997
2998                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2999                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3000                 return;
3001         }
3002 unlock:
3003         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3004 }
3005
3006 #endif
3007
3008 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3009 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3010
3011 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3012 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3013
3014 /*
3015  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3016  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3017  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3018  * Prefetching this data results in improved performance.
3019  */
3020 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3021 {
3022 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3023         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3024 #else
3025         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3026 #endif
3027         prefetch(curr);
3028         prefetch(&curr->exec_start);
3029 }
3030
3031 /*
3032  * Return accounted runtime for the task.
3033  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3034  * pending runtime that have not been accounted yet.
3035  */
3036 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3037 {
3038         struct rq_flags rf;
3039         struct rq *rq;
3040         u64 ns;
3041
3042 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3043         /*
3044          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3045          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3046          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3047          *
3048          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3049          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3050          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3051          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3052          * been accounted, so we're correct here as well.
3053          */
3054         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3055                 return p->se.sum_exec_runtime;
3056 #endif
3057
3058         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3059         /*
3060          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3061          * project cycles that may never be accounted to this
3062          * thread, breaking clock_gettime().
3063          */
3064         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3065                 prefetch_curr_exec_start(p);
3066                 update_rq_clock(rq);
3067                 p->sched_class->update_curr(rq);
3068         }
3069         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3070         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3071
3072         return ns;
3073 }
3074
3075 /*
3076  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3077  * We call it with interrupts disabled.
3078  */
3079 void scheduler_tick(void)
3080 {
3081         int cpu = smp_processor_id();
3082         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3083         struct task_struct *curr = rq->curr;
3084         struct rq_flags rf;
3085
3086         sched_clock_tick();
3087
3088         rq_lock(rq, &rf);
3089
3090         update_rq_clock(rq);
3091         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3092         cpu_load_update_active(rq);
3093         calc_global_load_tick(rq);
3094         psi_task_tick(rq);
3095
3096         rq_unlock(rq, &rf);
3097
3098         perf_event_task_tick();
3099
3100 #ifdef CONFIG_SMP
3101         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3102         trigger_load_balance(rq);
3103 #endif
3104 }
3105
3106 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3107
3108 struct tick_work {
3109         int                     cpu;
3110         struct delayed_work     work;
3111 };
3112
3113 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3114
3115 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3116 {
3117         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3118         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3119         int cpu = twork->cpu;
3120         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3121         struct task_struct *curr;
3122         struct rq_flags rf;
3123         u64 delta;
3124
3125         /*
3126          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3127          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3128          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3129          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3130          * of when exactly it is running.
3131          */
3132         if (idle_cpu(cpu) || !tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3133                 goto out_requeue;
3134
3135         rq_lock_irq(rq, &rf);
3136         curr = rq->curr;
3137         if (is_idle_task(curr))
3138                 goto out_unlock;
3139
3140         update_rq_clock(rq);
3141         delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3142
3143         /*
3144          * Make sure the next tick runs within a reasonable
3145          * amount of time.
3146          */
3147         WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3148         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3149
3150 out_unlock:
3151         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3152
3153 out_requeue:
3154         /*
3155          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3156          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3157          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.
3158          */
3159         queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3160 }
3161
3162 static void sched_tick_start(int cpu)
3163 {
3164         struct tick_work *twork;
3165
3166         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3167                 return;
3168
3169         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3170
3171         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3172         twork->cpu = cpu;
3173         INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3174         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3175 }
3176
3177 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3178 static void sched_tick_stop(int cpu)
3179 {
3180         struct tick_work *twork;
3181
3182         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3183                 return;
3184
3185         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3186
3187         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3188         cancel_delayed_work_sync(&twork->work);
3189 }
3190 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3191
3192 int __init sched_tick_offload_init(void)
3193 {
3194         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3195         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3196
3197         return 0;
3198 }
3199
3200 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3201 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3202 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3203 #endif
3204
3205 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3206                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3207 /*
3208  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3209  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3210  */
3211 static inline void preempt_latency_start(int val)
3212 {
3213         if (preempt_count() == val) {
3214                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3215 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3216                 current->preempt_disable_ip = ip;
3217 #endif
3218                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3219         }
3220 }
3221
3222 void preempt_count_add(int val)
3223 {
3224 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3225         /*
3226          * Underflow?
3227          */
3228         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3229                 return;
3230 #endif
3231         __preempt_count_add(val);
3232 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3233         /*
3234          * Spinlock count overflowing soon?
3235          */
3236         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3237                                 PREEMPT_MASK - 10);
3238 #endif
3239         preempt_latency_start(val);
3240 }
3241 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3242 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3243
3244 /*
3245  * If the value passed in equals to the current preempt count
3246  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3247  */
3248 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3249 {
3250         if (preempt_count() == val)
3251                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3252 }
3253
3254 void preempt_count_sub(int val)
3255 {
3256 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3257         /*
3258          * Underflow?
3259          */
3260         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3261                 return;
3262         /*
3263          * Is the spinlock portion underflowing?
3264          */
3265         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3266                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3267                 return;
3268 #endif
3269
3270         preempt_latency_stop(val);
3271         __preempt_count_sub(val);
3272 }
3273 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3274 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3275
3276 #else
3277 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3278 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3279 #endif
3280
3281 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3282 {
3283 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3284         return p->preempt_disable_ip;
3285 #else
3286         return 0;
3287 #endif
3288 }
3289
3290 /*
3291  * Print scheduling while atomic bug:
3292  */
3293 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3294 {
3295         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3296         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3297
3298         if (oops_in_progress)
3299                 return;
3300
3301         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3302                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3303
3304         debug_show_held_locks(prev);
3305         print_modules();
3306         if (irqs_disabled())
3307                 print_irqtrace_events(prev);
3308         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3309             && in_atomic_preempt_off()) {
3310                 pr_err("Preemption disabled at:");
3311                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3312                 pr_cont("\n");
3313         }
3314         if (panic_on_warn)
3315                 panic("scheduling while atomic\n");
3316
3317         dump_stack();
3318         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3319 }
3320
3321 /*
3322  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3323  */
3324 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3325 {
3326 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3327         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3328                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3329 #endif
3330
3331         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3332                 __schedule_bug(prev);
3333                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3334         }
3335         rcu_sleep_check();
3336
3337         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3338
3339         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3340 }
3341
3342 /*
3343  * Pick up the highest-prio task:
3344  */
3345 static inline struct task_struct *
3346 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3347 {
3348         const struct sched_class *class;
3349         struct task_struct *p;
3350
3351         /*
3352          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3353          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3354          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3355          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3356          */
3357         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3358                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3359                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3360
3361                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3362                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3363                         goto again;
3364
3365                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3366                 if (unlikely(!p))
3367                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3368
3369                 return p;
3370         }
3371
3372 again:
3373         for_each_class(class) {
3374                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3375                 if (p) {
3376                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3377                                 goto again;
3378                         return p;
3379                 }
3380         }
3381
3382         /* The idle class should always have a runnable task: */
3383         BUG();
3384 }
3385
3386 /*
3387  * __schedule() is the main scheduler function.
3388  *
3389  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3390  *
3391  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3392  *
3393  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3394  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3395  *
3396  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3397  *      interrupt handler scheduler_tick().
3398  *
3399  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3400  *      task to the run-queue and that's it.
3401  *
3402  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3403  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3404  *      called on the nearest possible occasion:
3405  *
3406  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3407  *
3408  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3409  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3410  *           spin_unlock()!)
3411  *
3412  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3413  *           preemptible context
3414  *
3415  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3416  *         then at the next:
3417  *
3418  *          - cond_resched() call
3419  *          - explicit schedule() call
3420  *          - return from syscall or exception to user-space
3421  *          - return from interrupt-handler to user-space
3422  *
3423  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3424  */
3425 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3426 {
3427         struct task_struct *prev, *next;
3428         unsigned long *switch_count;
3429         struct rq_flags rf;
3430         struct rq *rq;
3431         int cpu;
3432
3433         cpu = smp_processor_id();
3434         rq = cpu_rq(cpu);
3435         prev = rq->curr;
3436
3437         schedule_debug(prev);
3438
3439         if (sched_feat(HRTICK))
3440                 hrtick_clear(rq);
3441
3442         local_irq_disable();
3443         rcu_note_context_switch(preempt);
3444
3445         /*
3446          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3447          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3448          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3449          *
3450          * The membarrier system call requires a full memory barrier
3451          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
3452          */
3453         rq_lock(rq, &rf);
3454         smp_mb__after_spinlock();
3455
3456         /* Promote REQ to ACT */
3457         rq->clock_update_flags <<= 1;
3458         update_rq_clock(rq);
3459
3460         switch_count = &prev->nivcsw;
3461         if (!preempt && prev->state) {
3462                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
3463                         prev->state = TASK_RUNNING;
3464                 } else {
3465                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3466                         prev->on_rq = 0;
3467
3468                         if (prev->in_iowait) {
3469                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3470                                 delayacct_blkio_start();
3471                         }
3472
3473                         /*
3474                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3475                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3476                          * concurrency.
3477                          */
3478                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3479                                 struct task_struct *to_wakeup;
3480
3481                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3482                                 if (to_wakeup)
3483                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3484                         }
3485                 }
3486                 switch_count = &prev->nvcsw;
3487         }
3488
3489         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3490         clear_tsk_need_resched(prev);
3491         clear_preempt_need_resched();
3492
3493         if (likely(prev != next)) {
3494                 rq->nr_switches++;
3495                 rq->curr = next;
3496                 /*
3497                  * The membarrier system call requires each architecture
3498                  * to have a full memory barrier after updating
3499                  * rq->curr, before returning to user-space.
3500                  *
3501                  * Here are the schemes providing that barrier on the
3502                  * various architectures:
3503                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
3504                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
3505                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
3506                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
3507                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
3508                  *   is a RELEASE barrier),
3509                  */
3510                 ++*switch_count;
3511
3512                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3513
3514                 /* Also unlocks the rq: */
3515                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3516         } else {
3517                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3518                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3519         }
3520
3521         balance_callback(rq);
3522 }
3523
3524 void __noreturn do_task_dead(void)
3525 {
3526         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3527         set_special_state(TASK_DEAD);
3528
3529         /* Tell freezer to ignore us: */
3530         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3531
3532         __schedule(false);
3533         BUG();
3534
3535         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3536         for (;;)
3537                 cpu_relax();
3538 }
3539
3540 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3541 {
3542         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3543                 return;
3544         /*
3545          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3546          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3547          */
3548         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3549                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3550 }
3551
3552 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3553 {
3554         struct task_struct *tsk = current;
3555
3556         sched_submit_work(tsk);
3557         do {
3558                 preempt_disable();
3559                 __schedule(false);
3560                 sched_preempt_enable_no_resched();
3561         } while (need_resched());
3562 }
3563 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3564
3565 /*
3566  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3567  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3568  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3569  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3570  * (schedule out non-voluntarily).
3571  *
3572  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3573  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3574  */
3575 void __sched schedule_idle(void)
3576 {
3577         /*
3578          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3579          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3580          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3581          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3582          * TASK_RUNNING state.
3583          */
3584         WARN_ON_ONCE(current->state);
3585         do {
3586                 __schedule(false);
3587         } while (need_resched());
3588 }
3589
3590 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3591 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3592 {
3593         /*
3594          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3595          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3596          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3597          * we find a better solution.
3598          *
3599          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3600          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3601          * too frequently to make sense yet.
3602          */
3603         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3604         schedule();
3605         exception_exit(prev_state);
3606 }
3607 #endif
3608
3609 /**
3610  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3611  *
3612  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3613  */
3614 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3615 {
3616         sched_preempt_enable_no_resched();
3617         schedule();
3618         preempt_disable();
3619 }
3620
3621 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3622 {
3623         do {
3624                 /*
3625                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3626                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3627                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3628                  * by the function tracer will call this function again and
3629                  * cause infinite recursion.
3630                  *
3631                  * Preemption must be disabled here before the function
3632                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3633                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3634                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3635                  * which can also be traced by the function tracer.
3636                  */
3637                 preempt_disable_notrace();
3638                 preempt_latency_start(1);
3639                 __schedule(true);
3640                 preempt_latency_stop(1);
3641                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3642
3643                 /*
3644                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3645                  * between schedule and now.
3646                  */
3647         } while (need_resched());
3648 }
3649
3650 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3651 /*
3652  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3653  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3654  * occur there and call schedule directly.
3655  */
3656 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3657 {
3658         /*
3659          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3660          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3661          */
3662         if (likely(!preemptible()))
3663                 return;
3664
3665         preempt_schedule_common();
3666 }
3667 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3668 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3669
3670 /**
3671  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3672  *
3673  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3674  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3675  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3676  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3677  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3678  * to be called when the system is still in usermode.
3679  *
3680  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3681  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3682  * calling the scheduler.
3683  */
3684 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3685 {
3686         enum ctx_state prev_ctx;
3687
3688         if (likely(!preemptible()))
3689                 return;
3690
3691         do {
3692                 /*
3693                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3694                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3695                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3696                  * by the function tracer will call this function again and
3697                  * cause infinite recursion.
3698                  *
3699                  * Preemption must be disabled here before the function
3700                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3701                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3702                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3703                  * which can also be traced by the function tracer.
3704                  */
3705                 preempt_disable_notrace();
3706                 preempt_latency_start(1);
3707                 /*
3708                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3709                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3710                  * an infinite recursion.
3711                  */
3712                 prev_ctx = exception_enter();
3713                 __schedule(true);
3714                 exception_exit(prev_ctx);
3715
3716                 preempt_latency_stop(1);
3717                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3718         } while (need_resched());
3719 }
3720 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3721
3722 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3723
3724 /*
3725  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3726  * off of irq context.
3727  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3728  * protect us against recursive calling from irq.
3729  */
3730 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3731 {
3732         enum ctx_state prev_state;
3733
3734         /* Catch callers which need to be fixed */
3735         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3736
3737         prev_state = exception_enter();
3738
3739         do {
3740                 preempt_disable();
3741                 local_irq_enable();
3742                 __schedule(true);
3743                 local_irq_disable();
3744                 sched_preempt_enable_no_resched();
3745         } while (need_resched());
3746
3747         exception_exit(prev_state);
3748 }
3749
3750 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3751                           void *key)
3752 {
3753         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3754 }
3755 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3756
3757 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3758
3759 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
3760 {
3761         if (pi_task)
3762                 prio = min(prio, pi_task->prio);
3763
3764         return prio;
3765 }
3766
3767 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3768 {
3769         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3770
3771         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
3772 }
3773
3774 /*
3775  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3776  * @p: task to boost
3777  * @pi_task: donor task
3778  *
3779  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3780  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3781  *
3782  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3783  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3784  */
3785 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
3786 {
3787         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
3788                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
3789         const struct sched_class *prev_class;
3790         struct rq_flags rf;
3791         struct rq *rq;
3792
3793         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
3794         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
3795
3796         /*
3797          * If nothing changed; bail early.
3798          */
3799         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3800                 return;
3801
3802         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3803         update_rq_clock(rq);
3804         /*
3805          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
3806          * either lock.
3807          *
3808          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
3809          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
3810          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
3811          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
3812          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
3813          */
3814         p->pi_top_task = pi_task;
3815
3816         /*
3817          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
3818          */
3819         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3820                 goto out_unlock;
3821
3822         /*
3823          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3824          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3825          *
3826          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3827          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3828          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3829          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3830          * with interrupts disabled and will complete the lock
3831          * protected section without being interrupted. So there is no
3832          * real need to boost.
3833          */
3834         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3835                 WARN_ON(p != rq->curr);
3836                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3837                 goto out_unlock;
3838         }
3839
3840         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
3841         oldprio = p->prio;
3842
3843         if (oldprio == prio)
3844                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3845
3846         prev_class = p->sched_class;
3847         queued = task_on_rq_queued(p);
3848         running = task_current(rq, p);
3849         if (queued)
3850                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3851         if (running)
3852                 put_prev_task(rq, p);
3853
3854         /*
3855          * Boosting condition are:
3856          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3857          *      --> -dl task blocks on mutex A
3858          *
3859          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3860          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3861          *          running task
3862          */
3863         if (dl_prio(prio)) {
3864                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3865                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3866                         p->dl.dl_boosted = 1;
3867                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3868                 } else
3869                         p->dl.dl_boosted = 0;
3870                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3871         } else if (rt_prio(prio)) {
3872                 if (dl_prio(oldprio))
3873                         p->dl.dl_boosted = 0;
3874                 if (oldprio < prio)
3875                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3876                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3877         } else {
3878                 if (dl_prio(oldprio))
3879                         p->dl.dl_boosted = 0;
3880                 if (rt_prio(oldprio))
3881                         p->rt.timeout = 0;
3882                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3883         }
3884
3885         p->prio = prio;
3886
3887         if (queued)
3888                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3889         if (running)
3890                 set_curr_task(rq, p);
3891
3892         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3893 out_unlock:
3894         /* Avoid rq from going away on us: */
3895         preempt_disable();
3896         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3897
3898         balance_callback(rq);
3899         preempt_enable();
3900 }
3901 #else
3902 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3903 {
3904         return prio;
3905 }
3906 #endif
3907
3908 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3909 {
3910         bool queued, running;
3911         int old_prio, delta;
3912         struct rq_flags rf;
3913         struct rq *rq;
3914
3915         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3916                 return;
3917         /*
3918          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3919          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3920          */
3921         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3922         update_rq_clock(rq);
3923
3924         /*
3925          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3926          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3927          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3928          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3929          */
3930         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3931                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3932                 goto out_unlock;
3933         }
3934         queued = task_on_rq_queued(p);
3935         running = task_current(rq, p);
3936         if (queued)
3937                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
3938         if (running)
3939                 put_prev_task(rq, p);
3940
3941         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3942         set_load_weight(p, true);
3943         old_prio = p->prio;
3944         p->prio = effective_prio(p);
3945         delta = p->prio - old_prio;
3946
3947         if (queued) {
3948                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
3949                 /*
3950                  * If the task increased its priority or is running and
3951                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3952                  */
3953                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3954                         resched_curr(rq);
3955         }
3956         if (running)
3957                 set_curr_task(rq, p);
3958 out_unlock:
3959         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3960 }
3961 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3962
3963 /*
3964  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3965  * @p: task
3966  * @nice: nice value
3967  */
3968 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3969 {
3970         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3971         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3972
3973         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3974                 capable(CAP_SYS_NICE));
3975 }
3976
3977 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3978
3979 /*
3980  * sys_nice - change the priority of the current process.
3981  * @increment: priority increment
3982  *
3983  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3984  * does similar things.
3985  */
3986 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3987 {
3988         long nice, retval;
3989
3990         /*
3991          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3992          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3993          * and we have a single winner.
3994          */
3995         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3996         nice = task_nice(current) + increment;
3997
3998         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3999         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4000                 return -EPERM;
4001
4002         retval = security_task_setnice(current, nice);
4003         if (retval)
4004                 return retval;
4005
4006         set_user_nice(current, nice);
4007         return 0;
4008 }
4009
4010 #endif
4011
4012 /**
4013  * task_prio - return the priority value of a given task.
4014  * @p: the task in question.
4015  *
4016  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4017  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4018  * around 0, value goes from -16 to +15.
4019  */
4020 int task_prio(const struct task_struct *p)
4021 {
4022         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4023 }
4024
4025 /**
4026  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4027  * @cpu: the processor in question.
4028  *
4029  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4030  */
4031 int idle_cpu(int cpu)
4032 {
4033         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4034
4035         if (rq->curr != rq->idle)
4036                 return 0;
4037
4038         if (rq->nr_running)
4039                 return 0;
4040
4041 #ifdef CONFIG_SMP
4042         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4043                 return 0;
4044 #endif
4045
4046         return 1;
4047 }
4048
4049 /**
4050  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4051  * @cpu: the CPU in question.
4052  *
4053  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4054  */
4055 int available_idle_cpu(int cpu)
4056 {
4057         if (!idle_cpu(cpu))
4058                 return 0;
4059
4060         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4061                 return 0;
4062
4063         return 1;
4064 }
4065
4066 /**
4067  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4068  * @cpu: the processor in question.
4069  *
4070  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4071  */
4072 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4073 {
4074         return cpu_rq(cpu)->idle;
4075 }
4076
4077 /**
4078  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4079  * @pid: the pid in question.
4080  *
4081  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4082  */
4083 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4084 {
4085         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4086 }
4087
4088 /*
4089  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4090  * it calls know not to change it.
4091  */
4092 #define SETPARAM_POLICY -1
4093
4094 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4095                 const struct sched_attr *attr)
4096 {
4097         int policy = attr->sched_policy;
4098
4099         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4100                 policy = p->policy;
4101
4102         p->policy = policy;
4103
4104         if (dl_policy(policy))
4105                 __setparam_dl(p, attr);
4106         else if (fair_policy(policy))
4107                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4108
4109         /*
4110          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4111          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4112          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4113          */
4114         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4115         p->normal_prio = normal_prio(p);
4116         set_load_weight(p, true);
4117 }
4118
4119 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4120 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4121                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4122 {
4123         __setscheduler_params(p, attr);
4124
4125         /*
4126          * Keep a potential priority boosting if called from
4127          * sched_setscheduler().
4128          */
4129         p->prio = normal_prio(p);
4130         if (keep_boost)
4131                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4132
4133         if (dl_prio(p->prio))
4134                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4135         else if (rt_prio(p->prio))
4136                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4137         else
4138                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4139 }
4140
4141 /*
4142  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4143  */
4144 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4145 {
4146         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4147         bool match;
4148
4149         rcu_read_lock();
4150         pcred = __task_cred(p);
4151         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4152                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4153         rcu_read_unlock();
4154         return match;
4155 }
4156
4157 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4158                                 const struct sched_attr *attr,
4159                                 bool user, bool pi)
4160 {
4161         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4162                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4163         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4164         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4165         const struct sched_class *prev_class;
4166         struct rq_flags rf;
4167         int reset_on_fork;
4168         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4169         struct rq *rq;
4170
4171         /* The pi code expects interrupts enabled */
4172         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4173 recheck:
4174         /* Double check policy once rq lock held: */
4175         if (policy < 0) {
4176                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4177                 policy = oldpolicy = p->policy;
4178         } else {
4179                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4180
4181                 if (!valid_policy(policy))
4182                         return -EINVAL;
4183         }
4184
4185         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4186                 return -EINVAL;
4187
4188         /*
4189          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4190          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4191          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4192          */
4193         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4194             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4195                 return -EINVAL;
4196         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4197             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4198                 return -EINVAL;
4199
4200         /*
4201          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4202          */
4203         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4204                 if (fair_policy(policy)) {
4205                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4206                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4207                                 return -EPERM;
4208                 }
4209
4210                 if (rt_policy(policy)) {
4211                         unsigned long rlim_rtprio =
4212                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4213
4214                         /* Can't set/change the rt policy: */
4215                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4216                                 return -EPERM;
4217
4218                         /* Can't increase priority: */
4219                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4220                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4221                                 return -EPERM;
4222                 }
4223
4224                  /*
4225                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4226                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4227                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4228                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4229                   */
4230                 if (dl_policy(policy))
4231                         return -EPERM;
4232
4233                 /*
4234                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4235                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4236                  */
4237                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4238                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4239                                 return -EPERM;
4240                 }
4241
4242                 /* Can't change other user's priorities: */
4243                 if (!check_same_owner(p))
4244                         return -EPERM;
4245
4246                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4247                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4248                         return -EPERM;
4249         }
4250
4251         if (user) {
4252                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4253                         return -EINVAL;
4254
4255                 retval = security_task_setscheduler(p);
4256                 if (retval)
4257                         return retval;
4258         }
4259
4260         /*
4261          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4262          * changing the priority of the task:
4263          *
4264          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4265          * runqueue lock must be held.
4266          */
4267         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4268         update_rq_clock(rq);
4269
4270         /*
4271          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4272          */
4273         if (p == rq->stop) {
4274                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4275                 return -EINVAL;
4276         }
4277
4278         /*
4279          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4280          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4281          */
4282         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4283                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4284                         goto change;
4285                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4286                         goto change;
4287                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4288                         goto change;
4289
4290                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4291                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4292                 return 0;
4293         }
4294 change:
4295
4296         if (user) {
4297 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4298                 /*
4299                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4300                  * assigned.
4301                  */
4302                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4303                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4304                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4305                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4306                         return -EPERM;
4307                 }
4308 #endif
4309 #ifdef CONFIG_SMP
4310                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
4311                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
4312                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4313
4314                         /*
4315                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4316                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4317                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4318                          */
4319                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4320                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4321                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4322                                 return -EPERM;
4323                         }
4324                 }
4325 #endif
4326         }
4327
4328         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4329         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4330                 policy = oldpolicy = -1;
4331                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4332                 goto recheck;
4333         }
4334
4335         /*
4336          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4337          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4338          * is available.
4339          */
4340         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4341                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4342                 return -EBUSY;
4343         }
4344
4345         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4346         oldprio = p->prio;
4347
4348         if (pi) {
4349                 /*
4350                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4351                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4352                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4353                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4354                  * itself.
4355                  */
4356                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4357                 if (new_effective_prio == oldprio)
4358                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4359         }
4360
4361         queued = task_on_rq_queued(p);
4362         running = task_current(rq, p);
4363         if (queued)
4364                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4365         if (running)
4366                 put_prev_task(rq, p);
4367
4368         prev_class = p->sched_class;
4369         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4370
4371         if (queued) {
4372                 /*
4373                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4374                  * increased (user space view).
4375                  */
4376                 if (oldprio < p->prio)
4377                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4378
4379                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4380         }
4381         if (running)
4382                 set_curr_task(rq, p);
4383
4384         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4385
4386         /* Avoid rq from going away on us: */
4387         preempt_disable();
4388         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4389
4390         if (pi)
4391                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4392
4393         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4394         balance_callback(rq);
4395         preempt_enable();
4396
4397         return 0;
4398 }
4399
4400 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4401                                const struct sched_param *param, bool check)
4402 {
4403         struct sched_attr attr = {
4404                 .sched_policy   = policy,
4405                 .sched_priority = param->sched_priority,
4406                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4407         };
4408
4409         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4410         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4411                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4412                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4413                 attr.sched_policy = policy;
4414         }
4415
4416         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4417 }
4418 /**
4419  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4420  * @p: the task in question.
4421  * @policy: new policy.
4422  * @param: structure containing the new RT priority.
4423  *
4424  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4425  *
4426  * NOTE that the task may be already dead.
4427  */
4428 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4429                        const struct sched_param *param)
4430 {
4431         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4432 }
4433 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4434
4435 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4436 {
4437         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4438 }
4439 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4440
4441 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4442 {
4443         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
4444 }
4445
4446 /**
4447  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4448  * @p: the task in question.
4449  * @policy: new policy.
4450  * @param: structure containing the new RT priority.
4451  *
4452  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4453  * current context has permission.  For example, this is needed in
4454  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4455  * but our caller might not have that capability.
4456  *
4457  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4458  */
4459 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4460                                const struct sched_param *param)
4461 {
4462         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4463 }
4464 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4465
4466 static int
4467 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4468 {
4469         struct sched_param lparam;
4470         struct task_struct *p;
4471         int retval;
4472
4473         if (!param || pid < 0)
4474                 return -EINVAL;
4475         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4476                 return -EFAULT;
4477
4478         rcu_read_lock();
4479         retval = -ESRCH;
4480         p = find_process_by_pid(pid);
4481         if (p != NULL)
4482                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4483         rcu_read_unlock();
4484
4485         return retval;
4486 }
4487
4488 /*
4489  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4490  */
4491 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4492 {
4493         u32 size;
4494         int ret;
4495
4496         if (!access_ok(uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4497                 return -EFAULT;
4498
4499         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4500         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4501
4502         ret = get_user(size, &uattr->size);
4503         if (ret)
4504                 return ret;
4505
4506         /* Bail out on silly large: */
4507         if (size > PAGE_SIZE)
4508                 goto err_size;
4509
4510         /* ABI compatibility quirk: */
4511         if (!size)
4512                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4513
4514         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4515                 goto err_size;
4516
4517         /*
4518          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4519          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4520          * user-space does not rely on any kernel feature
4521          * extensions we dont know about yet.
4522          */
4523         if (size > sizeof(*attr)) {
4524                 unsigned char __user *addr;
4525                 unsigned char __user *end;
4526                 unsigned char val;
4527
4528                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4529                 end  = (void __user *)uattr + size;
4530
4531                 for (; addr < end; addr++) {
4532                         ret = get_user(val, addr);
4533                         if (ret)
4534                                 return ret;
4535                         if (val)
4536                                 goto err_size;
4537                 }
4538                 size = sizeof(*attr);
4539         }
4540
4541         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4542         if (ret)
4543                 return -EFAULT;
4544
4545         /*
4546          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4547          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4548          */
4549         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4550
4551         return 0;
4552
4553 err_size:
4554         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4555         return -E2BIG;
4556 }
4557
4558 /**
4559  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4560  * @pid: the pid in question.
4561  * @policy: new policy.
4562  * @param: structure containing the new RT priority.
4563  *
4564  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4565  */
4566 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4567 {
4568         if (policy < 0)
4569                 return -EINVAL;
4570
4571         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4572 }
4573
4574 /**
4575  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4576  * @pid: the pid in question.
4577  * @param: structure containing the new RT priority.
4578  *
4579  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4580  */
4581 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4582 {
4583         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4584 }
4585
4586 /**
4587  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4588  * @pid: the pid in question.
4589  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4590  * @flags: for future extension.
4591  */
4592 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4593                                unsigned int, flags)
4594 {
4595         struct sched_attr attr;
4596         struct task_struct *p;
4597         int retval;
4598
4599         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4600                 return -EINVAL;
4601
4602         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4603         if (retval)
4604                 return retval;
4605
4606         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4607                 return -EINVAL;
4608
4609         rcu_read_lock();
4610         retval = -ESRCH;
4611         p = find_process_by_pid(pid);
4612         if (p != NULL)
4613                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4614         rcu_read_unlock();
4615
4616         return retval;
4617 }
4618
4619 /**
4620  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4621  * @pid: the pid in question.
4622  *
4623  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4624  * code.
4625  */
4626 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4627 {
4628         struct task_struct *p;
4629         int retval;
4630
4631         if (pid < 0)
4632                 return -EINVAL;
4633
4634         retval = -ESRCH;
4635         rcu_read_lock();
4636         p = find_process_by_pid(pid);
4637         if (p) {
4638                 retval = security_task_getscheduler(p);
4639                 if (!retval)
4640                         retval = p->policy
4641                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4642         }
4643         rcu_read_unlock();
4644         return retval;
4645 }
4646
4647 /**
4648  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4649  * @pid: the pid in question.
4650  * @param: structure containing the RT priority.
4651  *
4652  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4653  * code.
4654  */
4655 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4656 {
4657         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4658         struct task_struct *p;
4659         int retval;
4660
4661         if (!param || pid < 0)
4662                 return -EINVAL;
4663
4664         rcu_read_lock();
4665         p = find_process_by_pid(pid);
4666         retval = -ESRCH;
4667         if (!p)
4668                 goto out_unlock;
4669
4670         retval = security_task_getscheduler(p);
4671         if (retval)
4672                 goto out_unlock;
4673
4674         if (task_has_rt_policy(p))
4675                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4676         rcu_read_unlock();
4677
4678         /*
4679          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4680          */
4681         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4682
4683         return retval;
4684
4685 out_unlock:
4686         rcu_read_unlock();
4687         return retval;
4688 }
4689
4690 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4691                            struct sched_attr *attr,
4692                            unsigned int usize)
4693 {
4694         int ret;
4695
4696         if (!access_ok(uattr, usize))
4697                 return -EFAULT;
4698
4699         /*
4700          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4701          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4702          * user-space does not get uncomplete information.
4703          */
4704         if (usize < sizeof(*attr)) {
4705                 unsigned char *addr;
4706                 unsigned char *end;
4707
4708                 addr = (void *)attr + usize;
4709                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4710
4711                 for (; addr < end; addr++) {
4712                         if (*addr)
4713                                 return -EFBIG;
4714                 }
4715
4716                 attr->size = usize;
4717         }
4718
4719         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4720         if (ret)
4721                 return -EFAULT;
4722
4723         return 0;
4724 }
4725
4726 /**
4727  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4728  * @pid: the pid in question.
4729  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4730  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4731  * @flags: for future extension.
4732  */
4733 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4734                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4735 {
4736         struct sched_attr attr = {
4737                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4738         };
4739         struct task_struct *p;
4740         int retval;
4741
4742         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4743             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4744                 return -EINVAL;
4745
4746         rcu_read_lock();
4747         p = find_process_by_pid(pid);
4748         retval = -ESRCH;
4749         if (!p)
4750                 goto out_unlock;
4751
4752         retval = security_task_getscheduler(p);
4753         if (retval)
4754                 goto out_unlock;
4755
4756         attr.sched_policy = p->policy;
4757         if (p->sched_reset_on_fork)
4758                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4759         if (task_has_dl_policy(p))
4760                 __getparam_dl(p, &attr);
4761         else if (task_has_rt_policy(p))
4762                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4763         else
4764                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4765
4766         rcu_read_unlock();
4767
4768         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4769         return retval;
4770
4771 out_unlock:
4772         rcu_read_unlock();
4773         return retval;
4774 }
4775
4776 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4777 {
4778         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4779         struct task_struct *p;
4780         int retval;
4781
4782         rcu_read_lock();
4783
4784         p = find_process_by_pid(pid);
4785         if (!p) {
4786                 rcu_read_unlock();
4787                 return -ESRCH;
4788         }
4789
4790         /* Prevent p going away */
4791         get_task_struct(p);
4792         rcu_read_unlock();
4793
4794         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4795                 retval = -EINVAL;
4796                 goto out_put_task;
4797         }
4798         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4799                 retval = -ENOMEM;
4800                 goto out_put_task;
4801         }
4802         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4803                 retval = -ENOMEM;
4804                 goto out_free_cpus_allowed;
4805         }
4806         retval = -EPERM;
4807         if (!check_same_owner(p)) {
4808                 rcu_read_lock();
4809                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4810                         rcu_read_unlock();
4811                         goto out_free_new_mask;
4812                 }
4813                 rcu_read_unlock();
4814         }
4815
4816         retval = security_task_setscheduler(p);
4817         if (retval)
4818                 goto out_free_new_mask;
4819
4820
4821         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4822         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4823
4824         /*
4825          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4826          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4827          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4828          * root_domain.
4829          */
4830 #ifdef CONFIG_SMP
4831         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4832                 rcu_read_lock();
4833                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4834                         retval = -EBUSY;
4835                         rcu_read_unlock();
4836                         goto out_free_new_mask;
4837                 }
4838                 rcu_read_unlock();
4839         }
4840 #endif
4841 again:
4842         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4843
4844         if (!retval) {
4845                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4846                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4847                         /*
4848                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4849                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4850                          * cpuset's cpus_allowed
4851                          */
4852                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4853                         goto again;
4854                 }
4855         }
4856 out_free_new_mask:
4857         free_cpumask_var(new_mask);
4858 out_free_cpus_allowed:
4859         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4860 out_put_task:
4861         put_task_struct(p);
4862         return retval;
4863 }
4864
4865 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4866                              struct cpumask *new_mask)
4867 {
4868         if (len < cpumask_size())
4869                 cpumask_clear(new_mask);
4870         else if (len > cpumask_size())
4871                 len = cpumask_size();
4872
4873         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4874 }
4875
4876 /**
4877  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4878  * @pid: pid of the process
4879  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4880  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4881  *
4882  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4883  */
4884 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4885                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4886 {
4887         cpumask_var_t new_mask;
4888         int retval;
4889
4890         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4891                 return -ENOMEM;
4892
4893         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4894         if (retval == 0)
4895                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4896         free_cpumask_var(new_mask);
4897         return retval;
4898 }
4899
4900 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4901 {
4902         struct task_struct *p;
4903         unsigned long flags;
4904         int retval;
4905
4906         rcu_read_lock();
4907
4908         retval = -ESRCH;
4909         p = find_process_by_pid(pid);
4910         if (!p)
4911                 goto out_unlock;
4912
4913         retval = security_task_getscheduler(p);
4914         if (retval)
4915                 goto out_unlock;
4916
4917         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4918         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4919         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4920
4921 out_unlock:
4922         rcu_read_unlock();
4923
4924         return retval;
4925 }
4926
4927 /**
4928  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4929  * @pid: pid of the process
4930  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4931  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4932  *
4933  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4934  * error code otherwise.
4935  */
4936 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4937                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4938 {
4939         int ret;
4940         cpumask_var_t mask;
4941
4942         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4943                 return -EINVAL;
4944         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4945                 return -EINVAL;
4946
4947         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4948                 return -ENOMEM;
4949
4950         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4951         if (ret == 0) {
4952                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
4953
4954                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4955                         ret = -EFAULT;
4956                 else
4957                         ret = retlen;
4958         }
4959         free_cpumask_var(mask);
4960
4961         return ret;
4962 }
4963
4964 /**
4965  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4966  *
4967  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4968  * other threads running on this CPU then this function will return.
4969  *
4970  * Return: 0.
4971  */
4972 static void do_sched_yield(void)
4973 {
4974         struct rq_flags rf;
4975         struct rq *rq;
4976
4977         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
4978
4979         schedstat_inc(rq->yld_count);
4980         current->sched_class->yield_task(rq);
4981
4982         /*
4983          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4984          * no need to preempt or enable interrupts:
4985          */
4986         preempt_disable();
4987         rq_unlock(rq, &rf);
4988         sched_preempt_enable_no_resched();
4989
4990         schedule();
4991 }
4992
4993 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4994 {
4995         do_sched_yield();
4996         return 0;
4997 }
4998
4999 #ifndef CONFIG_PREEMPT
5000 int __sched _cond_resched(void)
5001 {
5002         if (should_resched(0)) {
5003                 preempt_schedule_common();
5004                 return 1;
5005         }
5006         rcu_all_qs();
5007         return 0;
5008 }
5009 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5010 #endif
5011
5012 /*
5013  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5014  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5015  *
5016  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
5017  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5018  * spin_unlock(), once by hand).
5019  */
5020 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5021 {
5022         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5023         int ret = 0;
5024
5025         lockdep_assert_held(lock);
5026
5027         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5028                 spin_unlock(lock);
5029                 if (resched)
5030                         preempt_schedule_common();
5031                 else
5032                         cpu_relax();
5033                 ret = 1;
5034                 spin_lock(lock);
5035         }
5036         return ret;
5037 }
5038 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5039
5040 /**
5041  * yield - yield the current processor to other threads.
5042  *
5043  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5044  *
5045  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5046  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5047  * it, its already broken.
5048  *
5049  * Typical broken usage is:
5050  *
5051  * while (!event)
5052  *      yield();
5053  *
5054  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5055  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5056  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5057  *
5058  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5059  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5060  * If you still want to use yield(), do not!
5061  */
5062 void __sched yield(void)
5063 {
5064         set_current_state(TASK_RUNNING);
5065         do_sched_yield();
5066 }
5067 EXPORT_SYMBOL(yield);
5068
5069 /**
5070  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5071  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5072  * processor it's on.
5073  * @p: target task
5074  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5075  *
5076  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5077  * can't go away on us before we can do any checks.
5078  *
5079  * Return:
5080  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5081  *      false (0) if we failed to boost the target.
5082  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5083  */
5084 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5085 {
5086         struct task_struct *curr = current;
5087         struct rq *rq, *p_rq;
5088         unsigned long flags;
5089         int yielded = 0;
5090
5091         local_irq_save(flags);
5092         rq = this_rq();
5093
5094 again:
5095         p_rq = task_rq(p);
5096         /*
5097          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5098          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5099          */
5100         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5101                 yielded = -ESRCH;
5102                 goto out_irq;
5103         }
5104
5105         double_rq_lock(rq, p_rq);
5106         if (task_rq(p) != p_rq) {
5107                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5108                 goto again;
5109         }
5110
5111         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5112                 goto out_unlock;
5113
5114         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5115                 goto out_unlock;
5116
5117         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5118                 goto out_unlock;
5119
5120         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5121         if (yielded) {
5122                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5123                 /*
5124                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5125                  * fairness.
5126                  */
5127                 if (preempt && rq != p_rq)
5128                         resched_curr(p_rq);
5129         }
5130
5131 out_unlock:
5132         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5133 out_irq:
5134         local_irq_restore(flags);
5135
5136         if (yielded > 0)
5137                 schedule();
5138
5139         return yielded;
5140 }
5141 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5142
5143 int io_schedule_prepare(void)
5144 {
5145         int old_iowait = current->in_iowait;
5146
5147         current->in_iowait = 1;
5148         blk_schedule_flush_plug(current);
5149
5150         return old_iowait;
5151 }
5152
5153 void io_schedule_finish(int token)
5154 {
5155         current->in_iowait = token;
5156 }
5157
5158 /*
5159  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5160  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5161  */
5162 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5163 {
5164         int token;
5165         long ret;
5166
5167         token = io_schedule_prepare();
5168         ret = schedule_timeout(timeout);
5169         io_schedule_finish(token);
5170
5171         return ret;
5172 }
5173 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5174
5175 void io_schedule(void)
5176 {
5177         int token;
5178
5179         token = io_schedule_prepare();
5180         schedule();
5181         io_schedule_finish(token);
5182 }
5183 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5184
5185 /**
5186  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5187  * @policy: scheduling class.
5188  *
5189  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5190  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5191  * On failure, a negative error code is returned.
5192  */
5193 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5194 {
5195         int ret = -EINVAL;
5196
5197         switch (policy) {
5198         case SCHED_FIFO:
5199         case SCHED_RR:
5200                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5201                 break;
5202         case SCHED_DEADLINE:
5203         case SCHED_NORMAL:
5204         case SCHED_BATCH:
5205         case SCHED_IDLE:
5206                 ret = 0;
5207                 break;
5208         }
5209         return ret;
5210 }
5211
5212 /**
5213  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5214  * @policy: scheduling class.
5215  *
5216  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5217  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5218  * On failure, a negative error code is returned.
5219  */
5220 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5221 {
5222         int ret = -EINVAL;
5223
5224         switch (policy) {
5225         case SCHED_FIFO:
5226         case SCHED_RR:
5227                 ret = 1;
5228                 break;
5229         case SCHED_DEADLINE:
5230         case SCHED_NORMAL:
5231         case SCHED_BATCH:
5232         case SCHED_IDLE:
5233                 ret = 0;
5234         }
5235         return ret;
5236 }
5237
5238 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5239 {
5240         struct task_struct *p;
5241         unsigned int time_slice;
5242         struct rq_flags rf;
5243         struct rq *rq;
5244         int retval;
5245
5246         if (pid < 0)
5247                 return -EINVAL;
5248
5249         retval = -ESRCH;
5250         rcu_read_lock();
5251         p = find_process_by_pid(pid);
5252         if (!p)
5253                 goto out_unlock;
5254
5255         retval = security_task_getscheduler(p);
5256         if (retval)
5257                 goto out_unlock;
5258
5259         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5260         time_slice = 0;
5261         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5262                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5263         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5264
5265         rcu_read_unlock();
5266         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5267         return 0;
5268
5269 out_unlock:
5270         rcu_read_unlock();
5271         return retval;
5272 }
5273
5274 /**
5275  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5276  * @pid: pid of the process.
5277  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5278  *
5279  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5280  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5281  *
5282  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5283  * an error code.
5284  */
5285 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5286                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5287 {
5288         struct timespec64 t;
5289         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5290
5291         if (retval == 0)
5292                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5293
5294         return retval;
5295 }
5296
5297 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5298 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5299                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5300 {
5301         struct timespec64 t;
5302         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5303
5304         if (retval == 0)
5305                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
5306         return retval;
5307 }
5308 #endif
5309
5310 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5311 {
5312         unsigned long free = 0;
5313         int ppid;
5314
5315         if (!try_get_task_stack(p))
5316                 return;
5317
5318         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5319
5320         if (p->state == TASK_RUNNING)
5321                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5322 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5323         free = stack_not_used(p);
5324 #endif
5325         ppid = 0;
5326         rcu_read_lock();
5327         if (pid_alive(p))
5328                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5329         rcu_read_unlock();
5330         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5331                 task_pid_nr(p), ppid,
5332                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5333
5334         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5335         show_stack(p, NULL);
5336         put_task_stack(p);
5337 }
5338 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5339
5340 static inline bool
5341 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5342 {
5343         /* no filter, everything matches */
5344         if (!state_filter)
5345                 return true;
5346
5347         /* filter, but doesn't match */
5348         if (!(p->state & state_filter))
5349                 return false;
5350
5351         /*
5352          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5353          * TASK_KILLABLE).
5354          */
5355         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5356                 return false;
5357
5358         return true;
5359 }
5360
5361
5362 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5363 {
5364         struct task_struct *g, *p;
5365
5366 #if BITS_PER_LONG == 32
5367         printk(KERN_INFO
5368                 "  task                PC stack   pid father\n");
5369 #else
5370         printk(KERN_INFO
5371                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5372 #endif
5373         rcu_read_lock();
5374         for_each_process_thread(g, p) {
5375                 /*
5376                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5377                  * console might take a lot of time:
5378                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5379                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5380                  * an IPI.
5381                  */
5382                 touch_nmi_watchdog();
5383                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5384                 if (state_filter_match(state_filter, p))
5385                         sched_show_task(p);
5386         }
5387
5388 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5389         if (!state_filter)
5390                 sysrq_sched_debug_show();
5391 #endif
5392         rcu_read_unlock();
5393         /*
5394          * Only show locks if all tasks are dumped:
5395          */
5396         if (!state_filter)
5397                 debug_show_all_locks();
5398 }
5399
5400 /**
5401  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5402  * @idle: task in question
5403  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5404  *
5405  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5406  * flag, to make booting more robust.
5407  */
5408 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5409 {
5410         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5411         unsigned long flags;
5412
5413         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5414         raw_spin_lock(&rq->lock);
5415
5416         __sched_fork(0, idle);
5417         idle->state = TASK_RUNNING;
5418         idle->se.exec_start = sched_clock();
5419         idle->flags |= PF_IDLE;
5420
5421         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5422
5423 #ifdef CONFIG_SMP
5424         /*
5425          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5426          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5427          *
5428          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5429          */
5430         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5431 #endif
5432         /*
5433          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5434          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5435          * lockdep check in task_group() will fail.
5436          *
5437          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5438          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5439          *
5440          * Silence PROVE_RCU
5441          */
5442         rcu_read_lock();
5443         __set_task_cpu(idle, cpu);
5444         rcu_read_unlock();
5445
5446         rq->curr = rq->idle = idle;
5447         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5448 #ifdef CONFIG_SMP
5449         idle->on_cpu = 1;
5450 #endif
5451         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5452         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5453
5454         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5455         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5456
5457         /*
5458          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5459          */
5460         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5461         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5462         vtime_init_idle(idle, cpu);
5463 #ifdef CONFIG_SMP
5464         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5465 #endif
5466 }
5467
5468 #ifdef CONFIG_SMP
5469
5470 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5471                               const struct cpumask *trial)
5472 {
5473         int ret = 1;
5474
5475         if (!cpumask_weight(cur))
5476                 return ret;
5477
5478         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
5479
5480         return ret;
5481 }
5482
5483 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5484                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5485 {
5486         int ret = 0;
5487
5488         /*
5489          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5490          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5491          * affinity and isolating such threads by their set of
5492          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5493          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5494          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5495          * before cpus_allowed may be changed.
5496          */
5497         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5498                 ret = -EINVAL;
5499                 goto out;
5500         }
5501
5502         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5503                                               cs_cpus_allowed))
5504                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
5505
5506 out:
5507         return ret;
5508 }
5509
5510 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5511
5512 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5513 /* Migrate current task p to target_cpu */
5514 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5515 {
5516         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5517         int curr_cpu = task_cpu(p);
5518
5519         if (curr_cpu == target_cpu)
5520                 return 0;
5521
5522         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5523                 return -EINVAL;
5524
5525         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5526
5527         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5528         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5529 }
5530
5531 /*
5532  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5533  * tasks on the runqueues
5534  */
5535 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5536 {
5537         bool queued, running;
5538         struct rq_flags rf;
5539         struct rq *rq;
5540
5541         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5542         queued = task_on_rq_queued(p);
5543         running = task_current(rq, p);
5544
5545         if (queued)
5546                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5547         if (running)
5548                 put_prev_task(rq, p);
5549
5550         p->numa_preferred_nid = nid;
5551
5552         if (queued)
5553                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5554         if (running)
5555                 set_curr_task(rq, p);
5556         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5557 }
5558 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5559
5560 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5561 /*
5562  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5563  * offline.
5564  */
5565 void idle_task_exit(void)
5566 {
5567         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5568
5569         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5570
5571         if (mm != &init_mm) {
5572                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5573                 current->active_mm = &init_mm;
5574                 finish_arch_post_lock_switch();
5575         }
5576         mmdrop(mm);
5577 }
5578
5579 /*
5580  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5581  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5582  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5583  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5584  * calculation.
5585  *
5586  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5587  */
5588 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5589 {
5590         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5591         if (delta)
5592                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5593 }
5594
5595 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5596 {
5597 }
5598
5599 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5600         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5601 };
5602
5603 static struct task_struct fake_task = {
5604         /*
5605          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5606          */
5607         .prio = MAX_PRIO + 1,
5608         .sched_class = &fake_sched_class,
5609 };
5610
5611 /*
5612  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5613  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5614  *
5615  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5616  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5617  * because of lock validation efforts.
5618  */
5619 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
5620 {
5621         struct rq *rq = dead_rq;
5622         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5623         struct rq_flags orf = *rf;
5624         int dest_cpu;
5625
5626         /*
5627          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5628          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5629          *
5630          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5631          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5632          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5633          * done here.
5634          */
5635         rq->stop = NULL;
5636
5637         /*
5638          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5639          * class method both need to have an up-to-date
5640          * value of rq->clock[_task]
5641          */
5642         update_rq_clock(rq);
5643
5644         for (;;) {
5645                 /*
5646                  * There's this thread running, bail when that's the only
5647                  * remaining thread:
5648                  */
5649                 if (rq->nr_running == 1)
5650                         break;
5651
5652                 /*
5653                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5654                  */
5655                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, rf);
5656                 BUG_ON(!next);
5657                 put_prev_task(rq, next);
5658
5659                 /*
5660                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5661                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5662                  * stabilizes the mask.
5663                  *
5664                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5665                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5666                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5667                  */
5668                 rq_unlock(rq, rf);
5669                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5670                 rq_relock(rq, rf);
5671
5672                 /*
5673                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5674                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5675                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5676                  */
5677                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5678                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5679                         continue;
5680                 }
5681
5682                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5683                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5684                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
5685                 if (rq != dead_rq) {
5686                         rq_unlock(rq, rf);
5687                         rq = dead_rq;
5688                         *rf = orf;
5689                         rq_relock(rq, rf);
5690                 }
5691                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5692         }
5693
5694         rq->stop = stop;
5695 }
5696 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5697
5698 void set_rq_online(struct rq *rq)
5699 {
5700         if (!rq->online) {
5701                 const struct sched_class *class;
5702
5703                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5704                 rq->online = 1;
5705
5706                 for_each_class(class) {
5707                         if (class->rq_online)
5708                                 class->rq_online(rq);
5709                 }
5710         }
5711 }
5712
5713 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5714 {
5715         if (rq->online) {
5716                 const struct sched_class *class;
5717
5718                 for_each_class(class) {
5719                         if (class->rq_offline)
5720                                 class->rq_offline(rq);
5721                 }
5722
5723                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5724                 rq->online = 0;
5725         }
5726 }
5727
5728 /*
5729  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5730  */
5731 static int num_cpus_frozen;
5732
5733 /*
5734  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5735  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5736  * around partition_sched_domains().
5737  *
5738  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5739  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5740  */
5741 static void cpuset_cpu_active(void)
5742 {
5743         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5744                 /*
5745                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5746                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5747                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5748                  * domain, ignoring cpusets.
5749                  */
5750                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5751                 if (--num_cpus_frozen)
5752                         return;
5753                 /*
5754                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5755                  * restore the original sched domains by considering the
5756                  * cpuset configurations.
5757                  */
5758                 cpuset_force_rebuild();
5759         }
5760         cpuset_update_active_cpus();
5761 }
5762
5763 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5764 {
5765         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5766                 if (dl_cpu_busy(cpu))
5767                         return -EBUSY;
5768                 cpuset_update_active_cpus();
5769         } else {
5770                 num_cpus_frozen++;
5771                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5772         }
5773         return 0;
5774 }
5775
5776 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5777 {
5778         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5779         struct rq_flags rf;
5780
5781 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5782         /*
5783          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
5784          */
5785         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
5786                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
5787 #endif
5788         set_cpu_active(cpu, true);
5789
5790         if (sched_smp_initialized) {
5791                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5792                 cpuset_cpu_active();
5793         }
5794
5795         /*
5796          * Put the rq online, if not already. This happens:
5797          *
5798          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5799          *    after all CPUs have been brought up.
5800          *
5801          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5802          *    domains.
5803          */
5804         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5805         if (rq->rd) {
5806                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5807                 set_rq_online(rq);
5808         }
5809         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5810
5811         update_max_interval();
5812
5813         return 0;
5814 }
5815
5816 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5817 {
5818         int ret;
5819
5820         set_cpu_active(cpu, false);
5821         /*
5822          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5823          * users of this state to go away such that all new such users will
5824          * observe it.
5825          *
5826          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5827          */
5828         synchronize_rcu();
5829
5830 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5831         /*
5832          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
5833          */
5834         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
5835                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
5836 #endif
5837
5838         if (!sched_smp_initialized)
5839                 return 0;
5840
5841         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5842         if (ret) {
5843                 set_cpu_active(cpu, true);
5844                 return ret;
5845         }
5846         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5847         return 0;
5848 }
5849
5850 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5851 {
5852         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5853
5854         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5855         update_max_interval();
5856 }
5857
5858 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5859 {
5860         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5861         sched_tick_start(cpu);
5862         return 0;
5863 }
5864
5865 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5866 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5867 {
5868         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5869         struct rq_flags rf;
5870
5871         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5872         sched_ttwu_pending();
5873         sched_tick_stop(cpu);
5874
5875         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5876         if (rq->rd) {
5877                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5878                 set_rq_offline(rq);
5879         }
5880         migrate_tasks(rq, &rf);
5881         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5882         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5883
5884         calc_load_migrate(rq);
5885         update_max_interval();
5886         nohz_balance_exit_idle(rq);
5887         hrtick_clear(rq);
5888         return 0;
5889 }
5890 #endif
5891
5892 void __init sched_init_smp(void)
5893 {
5894         sched_init_numa();
5895
5896         /*
5897          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5898          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5899          * happen.
5900          */
5901         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5902         sched_init_domains(cpu_active_mask);
5903         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5904
5905         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5906         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
5907                 BUG();
5908         sched_init_granularity();
5909
5910         init_sched_rt_class();
5911         init_sched_dl_class();
5912
5913         sched_smp_initialized = true;
5914 }
5915
5916 static int __init migration_init(void)
5917 {
5918         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5919         return 0;
5920 }
5921 early_initcall(migration_init);
5922
5923 #else
5924 void __init sched_init_smp(void)
5925 {
5926         sched_init_granularity();
5927 }
5928 #endif /* CONFIG_SMP */
5929
5930 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5931 {
5932         return in_lock_functions(addr) ||
5933                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5934                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5935 }
5936
5937 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5938 /*
5939  * Default task group.
5940  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5941  */
5942 struct task_group root_task_group;
5943 LIST_HEAD(task_groups);
5944
5945 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5946 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5947 #endif
5948
5949 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5950 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5951
5952 void __init sched_init(void)
5953 {
5954         int i, j;
5955         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5956
5957         wait_bit_init();
5958
5959 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5960         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5961 #endif
5962 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5963         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5964 #endif
5965         if (alloc_size) {
5966                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5967
5968 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5969                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5970                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5971
5972                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5973                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5974
5975 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5976 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5977                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5978                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5979
5980                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5981                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5982
5983 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5984         }
5985 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
5986         for_each_possible_cpu(i) {
5987                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5988                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5989                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5990                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5991         }
5992 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
5993
5994         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5995         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5996
5997 #ifdef CONFIG_SMP
5998         init_defrootdomain();
5999 #endif
6000
6001 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6002         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6003                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6004 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6005
6006 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6007         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6008
6009         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6010         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6011         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6012         autogroup_init(&init_task);
6013 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6014
6015         for_each_possible_cpu(i) {
6016                 struct rq *rq;
6017
6018                 rq = cpu_rq(i);
6019                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6020                 rq->nr_running = 0;
6021                 rq->calc_load_active = 0;
6022                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6023                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6024                 init_rt_rq(&rq->rt);
6025                 init_dl_rq(&rq->dl);
6026 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6027                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6028                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6029                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6030                 /*
6031                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6032                  *
6033                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6034                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6035                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6036                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6037                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6038                  * (se->load.weight).
6039                  *
6040                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6041                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6042                  * then A0's share of the CPU resource is:
6043                  *
6044                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6045                  *
6046                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6047                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6048                  */
6049                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6050                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6051 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6052
6053                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6054 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6055                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6056 #endif
6057
6058                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6059                         rq->cpu_load[j] = 0;
6060
6061 #ifdef CONFIG_SMP
6062                 rq->sd = NULL;
6063                 rq->rd = NULL;
6064                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6065                 rq->balance_callback = NULL;
6066                 rq->active_balance = 0;
6067                 rq->next_balance = jiffies;
6068                 rq->push_cpu = 0;
6069                 rq->cpu = i;
6070                 rq->online = 0;
6071                 rq->idle_stamp = 0;
6072                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6073                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6074
6075                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6076
6077                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6078 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6079                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6080                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6081                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6082 #endif
6083 #endif /* CONFIG_SMP */
6084                 hrtick_rq_init(rq);
6085                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6086         }
6087
6088         set_load_weight(&init_task, false);
6089
6090         /*
6091          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6092          */
6093         mmgrab(&init_mm);
6094         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6095
6096         /*
6097          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6098          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6099          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6100          * when this runqueue becomes "idle".
6101          */
6102         init_idle(current, smp_processor_id());
6103
6104         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6105
6106 #ifdef CONFIG_SMP
6107         idle_thread_set_boot_cpu();
6108 #endif
6109         init_sched_fair_class();
6110
6111         init_schedstats();
6112
6113         psi_init();
6114
6115         scheduler_running = 1;
6116 }
6117
6118 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6119 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6120 {
6121         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6122
6123         return (nested == preempt_offset);
6124 }
6125
6126 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6127 {
6128         /*
6129          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6130          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6131          * otherwise we will destroy state.
6132          */
6133         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6134                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6135                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6136                         current->state,
6137                         (void *)current->task_state_change,
6138                         (void *)current->task_state_change);
6139
6140         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6141 }
6142 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6143
6144 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6145 {
6146         /* Ratelimiting timestamp: */
6147         static unsigned long prev_jiffy;
6148
6149         unsigned long preempt_disable_ip;
6150
6151         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6152         rcu_sleep_check();
6153
6154         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6155              !is_idle_task(current)) ||
6156             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6157             oops_in_progress)
6158                 return;
6159
6160         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6161                 return;
6162         prev_jiffy = jiffies;
6163
6164         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6165         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6166
6167         printk(KERN_ERR
6168                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6169                         file, line);
6170         printk(KERN_ERR
6171                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6172                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6173                         current->pid, current->comm);
6174
6175         if (task_stack_end_corrupted(current))
6176                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6177
6178         debug_show_held_locks(current);
6179         if (irqs_disabled())
6180                 print_irqtrace_events(current);
6181         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6182             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6183                 pr_err("Preemption disabled at:");
6184                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6185                 pr_cont("\n");
6186         }
6187         dump_stack();
6188         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6189 }
6190 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6191
6192 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6193 {
6194         static unsigned long prev_jiffy;
6195
6196         if (irqs_disabled())
6197                 return;
6198
6199         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6200                 return;
6201
6202         if (preempt_count() > preempt_offset)
6203                 return;
6204
6205         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6206                 return;
6207         prev_jiffy = jiffies;
6208
6209         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6210         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6211                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6212                         current->pid, current->comm);
6213
6214         debug_show_held_locks(current);
6215         dump_stack();
6216         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6217 }
6218 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6219 #endif
6220
6221 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6222 void normalize_rt_tasks(void)
6223 {
6224         struct task_struct *g, *p;
6225         struct sched_attr attr = {
6226                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6227         };
6228
6229         read_lock(&tasklist_lock);
6230         for_each_process_thread(g, p) {
6231                 /*
6232                  * Only normalize user tasks:
6233                  */
6234                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6235                         continue;
6236
6237                 p->se.exec_start = 0;
6238                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6239                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6240                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6241
6242                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6243                         /*
6244                          * Renice negative nice level userspace
6245                          * tasks back to 0:
6246                          */
6247                         if (task_nice(p) < 0)
6248                                 set_user_nice(p, 0);
6249                         continue;
6250                 }
6251
6252                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6253         }
6254         read_unlock(&tasklist_lock);
6255 }
6256
6257 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6258
6259 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6260 /*
6261  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6262  *
6263  * They can only be called when the whole system has been
6264  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6265  * activity can take place. Using them for anything else would
6266  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6267  * under any other configuration.
6268  */
6269
6270 /**
6271  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6272  * @cpu: the processor in question.
6273  *
6274  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6275  *
6276  * Return: The current task for @cpu.
6277  */
6278 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6279 {
6280         return cpu_curr(cpu);
6281 }
6282
6283 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6284
6285 #ifdef CONFIG_IA64
6286 /**
6287  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6288  * @cpu: the processor in question.
6289  * @p: the task pointer to set.
6290  *
6291  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6292  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6293  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6294  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6295  * and caller must save the original value of the current task (see
6296  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6297  * re-starting the system.
6298  *
6299  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6300  */
6301 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6302 {
6303         cpu_curr(cpu) = p;
6304 }
6305
6306 #endif
6307
6308 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6309 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6310 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6311
6312 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6313 {
6314         free_fair_sched_group(tg);
6315         free_rt_sched_group(tg);
6316         autogroup_free(tg);
6317         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6318 }
6319
6320 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6321 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6322 {
6323         struct task_group *tg;
6324
6325         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6326         if (!tg)
6327                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6328
6329         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6330                 goto err;
6331
6332         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6333                 goto err;
6334
6335         return tg;
6336
6337 err:
6338         sched_free_group(tg);
6339         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6340 }
6341
6342 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6343 {
6344         unsigned long flags;
6345
6346         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6347         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6348
6349         /* Root should already exist: */
6350         WARN_ON(!parent);
6351
6352         tg->parent = parent;
6353         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6354         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6355         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6356
6357         online_fair_sched_group(tg);
6358 }
6359
6360 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6361 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6362 {
6363         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6364         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6365 }
6366
6367 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6368 {
6369         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6370         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6371 }
6372
6373 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6374 {
6375         unsigned long flags;
6376
6377         /* End participation in shares distribution: */
6378         unregister_fair_sched_group(tg);
6379
6380         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6381         list_del_rcu(&tg->list);
6382         list_del_rcu(&tg->siblings);
6383         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6384 }
6385
6386 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6387 {
6388         struct task_group *tg;
6389
6390         /*
6391          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6392          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6393          * to prevent lockdep warnings.
6394          */
6395         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6396                           struct task_group, css);
6397         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6398         tsk->sched_task_group = tg;
6399
6400 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6401         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6402                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6403         else
6404 #endif
6405                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6406 }
6407
6408 /*
6409  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6410  *
6411  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6412  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6413  * its new group.
6414  */
6415 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6416 {
6417         int queued, running, queue_flags =
6418                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6419         struct rq_flags rf;
6420         struct rq *rq;
6421
6422         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6423         update_rq_clock(rq);
6424
6425         running = task_current(rq, tsk);
6426         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6427
6428         if (queued)
6429                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
6430         if (running)
6431                 put_prev_task(rq, tsk);
6432
6433         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6434
6435         if (queued)
6436                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
6437         if (running)
6438                 set_curr_task(rq, tsk);
6439
6440         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6441 }
6442
6443 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6444 {
6445         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6446 }
6447
6448 static struct cgroup_subsys_state *
6449 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6450 {
6451         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6452         struct task_group *tg;
6453
6454         if (!parent) {
6455                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6456                 return &root_task_group.css;
6457         }
6458
6459         tg = sched_create_group(parent);
6460         if (IS_ERR(tg))
6461                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6462
6463         return &tg->css;
6464 }
6465
6466 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6467 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6468 {
6469         struct task_group *tg = css_tg(css);
6470         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6471
6472         if (parent)
6473                 sched_online_group(tg, parent);
6474         return 0;
6475 }
6476
6477 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6478 {
6479         struct task_group *tg = css_tg(css);
6480
6481         sched_offline_group(tg);
6482 }
6483
6484 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6485 {
6486         struct task_group *tg = css_tg(css);
6487
6488         /*
6489          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6490          */
6491         sched_free_group(tg);
6492 }
6493
6494 /*
6495  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6496  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6497  */
6498 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6499 {
6500         struct rq_flags rf;
6501         struct rq *rq;
6502
6503         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6504
6505         update_rq_clock(rq);
6506         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6507
6508         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6509 }
6510
6511 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6512 {
6513         struct task_struct *task;
6514         struct cgroup_subsys_state *css;
6515         int ret = 0;
6516
6517         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6518 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6519                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6520                         return -EINVAL;
6521 #else
6522                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6523                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6524                         return -EINVAL;
6525 #endif
6526                 /*
6527                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6528                  * running, we're sure to observe its full state.
6529                  */
6530                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6531                 /*
6532                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6533                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6534                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6535                  */
6536                 if (task->state == TASK_NEW)
6537                         ret = -EINVAL;
6538                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6539
6540                 if (ret)
6541                         break;
6542         }
6543         return ret;
6544 }
6545
6546 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6547 {
6548         struct task_struct *task;
6549         struct cgroup_subsys_state *css;
6550
6551         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6552                 sched_move_task(task);
6553 }
6554
6555 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6556 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6557                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6558 {
6559         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6560 }
6561
6562 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6563                                struct cftype *cft)
6564 {
6565         struct task_group *tg = css_tg(css);
6566
6567         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6568 }
6569
6570 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6571 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6572
6573 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6574 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6575
6576 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6577
6578 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6579 {
6580         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6581         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6582
6583         if (tg == &root_task_group)
6584                 return -EINVAL;
6585
6586         /*
6587          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6588          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6589          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6590          */
6591         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6592                 return -EINVAL;
6593
6594         /*
6595          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6596          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6597          * feasibility.
6598          */
6599         if (period > max_cfs_quota_period)
6600                 return -EINVAL;
6601
6602         /*
6603          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6604          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6605          */
6606         get_online_cpus();
6607         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6608         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6609         if (ret)
6610                 goto out_unlock;
6611
6612         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6613         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6614         /*
6615          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6616          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6617          */
6618         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6619                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6620         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6621         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6622         cfs_b->quota = quota;
6623
6624         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6625
6626         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6627         if (runtime_enabled)
6628                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
6629
6630         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
6631
6632         for_each_online_cpu(i) {
6633                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
6634                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
6635                 struct rq_flags rf;
6636
6637                 rq_lock_irq(rq, &rf);
6638                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
6639                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
6640
6641                 if (cfs_rq->throttled)
6642                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6643                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
6644         }
6645         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
6646                 cfs_bandwidth_usage_dec();
6647 out_unlock:
6648         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
6649         put_online_cpus();
6650
6651         return ret;
6652 }
6653
6654 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
6655 {
6656         u64 quota, period;
6657
6658         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6659         if (cfs_quota_us < 0)
6660                 quota = RUNTIME_INF;
6661         else
6662                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
6663
6664         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6665 }
6666
6667 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
6668 {
6669         u64 quota_us;
6670
6671         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
6672                 return -1;
6673
6674         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
6675         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
6676
6677         return quota_us;
6678 }
6679
6680 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
6681 {
6682         u64 quota, period;
6683
6684         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
6685         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
6686
6687         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6688 }
6689
6690 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
6691 {
6692         u64 cfs_period_us;
6693
6694         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6695         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
6696
6697         return cfs_period_us;
6698 }
6699
6700 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6701                                   struct cftype *cft)
6702 {
6703         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
6704 }
6705
6706 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6707                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
6708 {
6709         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
6710 }
6711
6712 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6713                                    struct cftype *cft)
6714 {
6715         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
6716 }
6717
6718 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6719                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
6720 {
6721         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
6722 }
6723
6724 struct cfs_schedulable_data {
6725         struct task_group *tg;
6726         u64 period, quota;
6727 };
6728
6729 /*
6730  * normalize group quota/period to be quota/max_period
6731  * note: units are usecs
6732  */
6733 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
6734                                struct cfs_schedulable_data *d)
6735 {
6736         u64 quota, period;
6737
6738         if (tg == d->tg) {
6739                 period = d->period;
6740                 quota = d->quota;
6741         } else {
6742                 period = tg_get_cfs_period(tg);
6743                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
6744         }
6745
6746         /* note: these should typically be equivalent */
6747         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
6748                 return RUNTIME_INF;
6749
6750         return to_ratio(period, quota);
6751 }
6752
6753 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
6754 {
6755         struct cfs_schedulable_data *d = data;
6756         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6757         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
6758
6759         if (!tg->parent) {
6760                 quota = RUNTIME_INF;
6761         } else {
6762                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
6763
6764                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
6765                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
6766
6767                 /*
6768                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
6769                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
6770                  * limit is set:
6771                  */
6772                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
6773                         quota = min(quota, parent_quota);
6774                 } else {
6775                         if (quota == RUNTIME_INF)
6776                                 quota = parent_quota;
6777                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
6778                                 return -EINVAL;
6779                 }
6780         }
6781         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
6782
6783         return 0;
6784 }
6785
6786 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6787 {
6788         int ret;
6789         struct cfs_schedulable_data data = {
6790                 .tg = tg,
6791                 .period = period,
6792                 .quota = quota,
6793         };
6794
6795         if (quota != RUNTIME_INF) {
6796                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
6797                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
6798         }
6799
6800         rcu_read_lock();
6801         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
6802         rcu_read_unlock();
6803
6804         return ret;
6805 }
6806
6807 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
6808 {
6809         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
6810         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6811
6812         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
6813         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
6814         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
6815
6816         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
6817                 u64 ws = 0;
6818                 int i;
6819
6820                 for_each_possible_cpu(i)
6821                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
6822
6823                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
6824         }
6825
6826         return 0;
6827 }
6828 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6829 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6830
6831 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6832 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
6833                                 struct cftype *cft, s64 val)
6834 {
6835         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
6836 }
6837
6838 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6839                                struct cftype *cft)
6840 {
6841         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
6842 }
6843
6844 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6845                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
6846 {
6847         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
6848 }
6849
6850 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6851                                    struct cftype *cft)
6852 {
6853         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
6854 }
6855 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6856
6857 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
6858 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6859         {
6860                 .name = "shares",
6861                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
6862                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
6863         },
6864 #endif
6865 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6866         {
6867                 .name = "cfs_quota_us",
6868                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
6869                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
6870         },
6871         {
6872                 .name = "cfs_period_us",
6873                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
6874                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
6875         },
6876         {
6877                 .name = "stat",
6878                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
6879         },
6880 #endif
6881 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6882         {
6883                 .name = "rt_runtime_us",
6884                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
6885                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
6886         },
6887         {
6888                 .name = "rt_period_us",
6889                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
6890                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
6891         },
6892 #endif
6893         { }     /* Terminate */
6894 };
6895
6896 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
6897                                struct cgroup_subsys_state *css)
6898 {
6899 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6900         {
6901                 struct task_group *tg = css_tg(css);
6902                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6903                 u64 throttled_usec;
6904
6905                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
6906                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
6907
6908                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
6909                            "nr_throttled %d\n"
6910                            "throttled_usec %llu\n",
6911                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
6912                            throttled_usec);
6913         }
6914 #endif
6915         return 0;
6916 }
6917
6918 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6919 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6920                                struct cftype *cft)
6921 {
6922         struct task_group *tg = css_tg(css);
6923         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
6924
6925         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
6926 }
6927
6928 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6929                                 struct cftype *cft, u64 weight)
6930 {
6931         /*
6932          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
6933          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
6934          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
6935          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
6936          * the original value over the entire range.
6937          */
6938         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
6939                 return -ERANGE;
6940
6941         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
6942
6943         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
6944 }
6945
6946 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6947                                     struct cftype *cft)
6948 {
6949         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
6950         int last_delta = INT_MAX;
6951         int prio, delta;
6952
6953         /* find the closest nice value to the current weight */
6954         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
6955                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
6956                 if (delta >= last_delta)
6957                         break;
6958                 last_delta = delta;
6959         }
6960
6961         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
6962 }
6963
6964 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6965                                      struct cftype *cft, s64 nice)
6966 {
6967         unsigned long weight;
6968         int idx;
6969
6970         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6971                 return -ERANGE;
6972
6973         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
6974         idx = array_index_nospec(idx, 40);
6975         weight = sched_prio_to_weight[idx];
6976
6977         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
6978 }
6979 #endif
6980
6981 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
6982                                                   long period, long quota)
6983 {
6984         if (quota < 0)
6985                 seq_puts(sf, "max");
6986         else
6987                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
6988
6989         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
6990 }
6991
6992 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
6993 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
6994                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
6995 {
6996         char tok[21];   /* U64_MAX */
6997
6998         if (!sscanf(buf, "%s %llu", tok, periodp))
6999                 return -EINVAL;
7000
7001         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7002
7003         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7004                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7005         else if (!strcmp(tok, "max"))
7006                 *quotap = RUNTIME_INF;
7007         else
7008                 return -EINVAL;
7009
7010         return 0;
7011 }
7012
7013 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7014 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7015 {
7016         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7017
7018         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7019         return 0;
7020 }
7021
7022 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7023                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7024 {
7025         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7026         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7027         u64 quota;
7028         int ret;
7029
7030         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7031         if (!ret)
7032                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7033         return ret ?: nbytes;
7034 }
7035 #endif
7036
7037 static struct cftype cpu_files[] = {
7038 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7039         {
7040                 .name = "weight",
7041                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7042                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7043                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7044         },
7045         {
7046                 .name = "weight.nice",
7047                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7048                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7049                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7050         },
7051 #endif
7052 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7053         {
7054                 .name = "max",
7055                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7056                 .seq_show = cpu_max_show,
7057                 .write = cpu_max_write,
7058         },
7059 #endif
7060         { }     /* terminate */
7061 };
7062
7063 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7064         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7065         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7066         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7067         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7068         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7069         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7070         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7071         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7072         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
7073         .dfl_cftypes    = cpu_files,
7074         .early_init     = true,
7075         .threaded       = true,
7076 };
7077
7078 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7079
7080 void dump_cpu_task(int cpu)
7081 {
7082         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7083         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7084 }
7085
7086 /*
7087  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7088  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7089  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7090  * that remained on nice 0.
7091  *
7092  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7093  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7094  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7095  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7096  * the relative distance between them is ~25%.)
7097  */
7098 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7099  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7100  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7101  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7102  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7103  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7104  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7105  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7106  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7107 };
7108
7109 /*
7110  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7111  *
7112  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7113  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7114  * into multiplications:
7115  */
7116 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7117  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7118  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7119  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7120  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7121  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7122  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7123  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7124  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7125 };
7126
7127 #undef CREATE_TRACE_POINTS