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