Merge tag 'sched-urgent-2020-12-27' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 #define CREATE_TRACE_POINTS
10 #include <trace/events/sched.h>
11 #undef CREATE_TRACE_POINTS
12
13 #include "sched.h"
14
15 #include <linux/nospec.h>
16
17 #include <linux/kcov.h>
18 #include <linux/scs.h>
19
20 #include <asm/switch_to.h>
21 #include <asm/tlb.h>
22
23 #include "../workqueue_internal.h"
24 #include "../../fs/io-wq.h"
25 #include "../smpboot.h"
26
27 #include "pelt.h"
28 #include "smp.h"
29
30 /*
31  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
32  * associated with them) to allow external modules to probe them.
33  */
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
39 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
40 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
44
45 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
46
47 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
48 /*
49  * Debugging: various feature bits
50  *
51  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
52  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
53  * at compile time and compiler optimization based on features default.
54  */
55 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
56         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
57 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
58 #include "features.h"
59         0;
60 #undef SCHED_FEAT
61 #endif
62
63 /*
64  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
65  * Limited because this is done with IRQs disabled.
66  */
67 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
68
69 /*
70  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
71  * default: 1s
72  */
73 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
74
75 __read_mostly int scheduler_running;
76
77 /*
78  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
79  * default: 0.95s
80  */
81 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
82
83
84 /*
85  * Serialization rules:
86  *
87  * Lock order:
88  *
89  *   p->pi_lock
90  *     rq->lock
91  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
92  *
93  *  rq1->lock
94  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
95  *
96  * Regular state:
97  *
98  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
99  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
100  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
101  * to run next.
102  *
103  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
104  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
105  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
106  * ttwu_queue_wakelist() ]
107  *
108  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
109  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
110  *
111  * Special state:
112  *
113  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
114  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
115  * stable while holding either lock:
116  *
117  *  - sched_setaffinity()/
118  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
119  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
120  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
121  *                              p->se.load, p->rt_priority,
122  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
123  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
124  *  - sched_move_task()/
125  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
126  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
127  *
128  * p->state <- TASK_*:
129  *
130  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
131  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
132  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
133  *   concurrent self.
134  *
135  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
136  *
137  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
138  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
139  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
140  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
141  *
142  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
143  *
144  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
145  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
146  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
147  *
148  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
149  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
150  *
151  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
152  *
153  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
154  *
155  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
156  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
157  *
158  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
159  *
160  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
161  *
162  *  - for migration called under rq->lock:
163  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
164  *
165  *    o move_queued_task()
166  *    o detach_task()
167  *
168  *  - for migration called under double_rq_lock():
169  *
170  *    o __migrate_swap_task()
171  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
172  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
173  *    o dl_task_offline_migration()
174  *
175  */
176
177 /*
178  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
179  */
180 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
181         __acquires(rq->lock)
182 {
183         struct rq *rq;
184
185         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
186
187         for (;;) {
188                 rq = task_rq(p);
189                 raw_spin_lock(&rq->lock);
190                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
191                         rq_pin_lock(rq, rf);
192                         return rq;
193                 }
194                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
195
196                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
197                         cpu_relax();
198         }
199 }
200
201 /*
202  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
203  */
204 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
205         __acquires(p->pi_lock)
206         __acquires(rq->lock)
207 {
208         struct rq *rq;
209
210         for (;;) {
211                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
212                 rq = task_rq(p);
213                 raw_spin_lock(&rq->lock);
214                 /*
215                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
216                  *
217                  *      ACQUIRE (rq->lock)
218                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
219                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
220                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
221                  *                                      [L] ->on_rq
222                  *      RELEASE (rq->lock)
223                  *
224                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
225                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
226                  *
227                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
228                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
229                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
230                  */
231                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
232                         rq_pin_lock(rq, rf);
233                         return rq;
234                 }
235                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
236                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
237
238                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
239                         cpu_relax();
240         }
241 }
242
243 /*
244  * RQ-clock updating methods:
245  */
246
247 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
248 {
249 /*
250  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
251  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
252  */
253         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
254
255 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
256         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
257
258         /*
259          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
260          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
261          * {soft,}irq region.
262          *
263          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
264          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
265          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
266          * monotonic.
267          *
268          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
269          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
270          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
271          * atomic ops.
272          */
273         if (irq_delta > delta)
274                 irq_delta = delta;
275
276         rq->prev_irq_time += irq_delta;
277         delta -= irq_delta;
278 #endif
279 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
280         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
281                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
282                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
283
284                 if (unlikely(steal > delta))
285                         steal = delta;
286
287                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
288                 delta -= steal;
289         }
290 #endif
291
292         rq->clock_task += delta;
293
294 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
295         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
296                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
297 #endif
298         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
299 }
300
301 void update_rq_clock(struct rq *rq)
302 {
303         s64 delta;
304
305         lockdep_assert_held(&rq->lock);
306
307         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
308                 return;
309
310 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
311         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
312                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
313         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
314 #endif
315
316         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
317         if (delta < 0)
318                 return;
319         rq->clock += delta;
320         update_rq_clock_task(rq, delta);
321 }
322
323 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
324 /*
325  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
326  */
327
328 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
329 {
330         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
331                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
332 }
333
334 /*
335  * High-resolution timer tick.
336  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
337  */
338 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
339 {
340         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
341         struct rq_flags rf;
342
343         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
344
345         rq_lock(rq, &rf);
346         update_rq_clock(rq);
347         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
348         rq_unlock(rq, &rf);
349
350         return HRTIMER_NORESTART;
351 }
352
353 #ifdef CONFIG_SMP
354
355 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
356 {
357         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
358
359         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
360 }
361
362 /*
363  * called from hardirq (IPI) context
364  */
365 static void __hrtick_start(void *arg)
366 {
367         struct rq *rq = arg;
368         struct rq_flags rf;
369
370         rq_lock(rq, &rf);
371         __hrtick_restart(rq);
372         rq_unlock(rq, &rf);
373 }
374
375 /*
376  * Called to set the hrtick timer state.
377  *
378  * called with rq->lock held and irqs disabled
379  */
380 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
381 {
382         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
383         ktime_t time;
384         s64 delta;
385
386         /*
387          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
388          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
389          */
390         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
391         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
392
393         hrtimer_set_expires(timer, time);
394
395         if (rq == this_rq())
396                 __hrtick_restart(rq);
397         else
398                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
399 }
400
401 #else
402 /*
403  * Called to set the hrtick timer state.
404  *
405  * called with rq->lock held and irqs disabled
406  */
407 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
408 {
409         /*
410          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
411          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
412          */
413         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
414         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
415                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
416 }
417
418 #endif /* CONFIG_SMP */
419
420 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
421 {
422 #ifdef CONFIG_SMP
423         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
424 #endif
425         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
426         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
427 }
428 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
429 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
430 {
431 }
432
433 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
434 {
435 }
436 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
437
438 /*
439  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
440  */
441 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
442         ({                                                              \
443                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
444                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
445                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
446                                                                         \
447                 for (;;) {                                              \
448                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
449                         if (_old == _val)                               \
450                                 break;                                  \
451                         _val = _old;                                    \
452                 }                                                       \
453         _old;                                                           \
454 })
455
456 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
457 /*
458  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
459  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
460  * spurious IPIs.
461  */
462 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
463 {
464         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
465         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
466 }
467
468 /*
469  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
470  *
471  * If this returns true, then the idle task promises to call
472  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
473  */
474 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
475 {
476         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
477         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
478
479         for (;;) {
480                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
481                         return false;
482                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
483                         return true;
484                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
485                 if (old == val)
486                         break;
487                 val = old;
488         }
489         return true;
490 }
491
492 #else
493 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
494 {
495         set_tsk_need_resched(p);
496         return true;
497 }
498
499 #ifdef CONFIG_SMP
500 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
501 {
502         return false;
503 }
504 #endif
505 #endif
506
507 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
508 {
509         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
510
511         /*
512          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
513          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
514          * wakeup due to that.
515          *
516          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
517          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
518          */
519         smp_mb__before_atomic();
520         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
521                 return false;
522
523         /*
524          * The head is context local, there can be no concurrency.
525          */
526         *head->lastp = node;
527         head->lastp = &node->next;
528         return true;
529 }
530
531 /**
532  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
533  * @head: the wake_q_head to add @task to
534  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
535  *
536  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
537  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
538  * instantly.
539  *
540  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
541  * must be ready to be woken at this location.
542  */
543 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
544 {
545         if (__wake_q_add(head, task))
546                 get_task_struct(task);
547 }
548
549 /**
550  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
551  * @head: the wake_q_head to add @task to
552  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
553  *
554  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
555  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
556  * instantly.
557  *
558  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
559  * must be ready to be woken at this location.
560  *
561  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
562  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
563  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
564  * queued for wakeup.
565  */
566 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
567 {
568         if (!__wake_q_add(head, task))
569                 put_task_struct(task);
570 }
571
572 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
573 {
574         struct wake_q_node *node = head->first;
575
576         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
577                 struct task_struct *task;
578
579                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
580                 BUG_ON(!task);
581                 /* Task can safely be re-inserted now: */
582                 node = node->next;
583                 task->wake_q.next = NULL;
584
585                 /*
586                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
587                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
588                  */
589                 wake_up_process(task);
590                 put_task_struct(task);
591         }
592 }
593
594 /*
595  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
596  *
597  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
598  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
599  * the target CPU.
600  */
601 void resched_curr(struct rq *rq)
602 {
603         struct task_struct *curr = rq->curr;
604         int cpu;
605
606         lockdep_assert_held(&rq->lock);
607
608         if (test_tsk_need_resched(curr))
609                 return;
610
611         cpu = cpu_of(rq);
612
613         if (cpu == smp_processor_id()) {
614                 set_tsk_need_resched(curr);
615                 set_preempt_need_resched();
616                 return;
617         }
618
619         if (set_nr_and_not_polling(curr))
620                 smp_send_reschedule(cpu);
621         else
622                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
623 }
624
625 void resched_cpu(int cpu)
626 {
627         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
628         unsigned long flags;
629
630         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
631         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
632                 resched_curr(rq);
633         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
634 }
635
636 #ifdef CONFIG_SMP
637 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
638 /*
639  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
640  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
641  *
642  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
643  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
644  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
645  */
646 int get_nohz_timer_target(void)
647 {
648         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
649         struct sched_domain *sd;
650
651         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
652                 if (!idle_cpu(cpu))
653                         return cpu;
654                 default_cpu = cpu;
655         }
656
657         rcu_read_lock();
658         for_each_domain(cpu, sd) {
659                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
660                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
661                         if (cpu == i)
662                                 continue;
663
664                         if (!idle_cpu(i)) {
665                                 cpu = i;
666                                 goto unlock;
667                         }
668                 }
669         }
670
671         if (default_cpu == -1)
672                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
673         cpu = default_cpu;
674 unlock:
675         rcu_read_unlock();
676         return cpu;
677 }
678
679 /*
680  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
681  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
682  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
683  * idle system the next event might even be infinite time into the
684  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
685  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
686  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
687  * wheel for the next timer event.
688  */
689 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
690 {
691         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
692
693         if (cpu == smp_processor_id())
694                 return;
695
696         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
697                 smp_send_reschedule(cpu);
698         else
699                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
700 }
701
702 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
703 {
704         /*
705          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
706          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
707          * If needed we can still optimize that later with an
708          * empty IRQ.
709          */
710         if (cpu_is_offline(cpu))
711                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
712         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
713                 if (cpu != smp_processor_id() ||
714                     tick_nohz_tick_stopped())
715                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
716                 return true;
717         }
718
719         return false;
720 }
721
722 /*
723  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
724  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
725  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
726  */
727 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
728 {
729         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
730                 wake_up_idle_cpu(cpu);
731 }
732
733 static void nohz_csd_func(void *info)
734 {
735         struct rq *rq = info;
736         int cpu = cpu_of(rq);
737         unsigned int flags;
738
739         /*
740          * Release the rq::nohz_csd.
741          */
742         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
743         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
744
745         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
746         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
747                 rq->nohz_idle_balance = flags;
748                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
749         }
750 }
751
752 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
753
754 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
755 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
756 {
757         int fifo_nr_running;
758
759         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
760         if (rq->dl.dl_nr_running)
761                 return false;
762
763         /*
764          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
765          * actual RR behaviour.
766          */
767         if (rq->rt.rr_nr_running) {
768                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
769                         return true;
770                 else
771                         return false;
772         }
773
774         /*
775          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
776          * forced preemption between FIFO tasks.
777          */
778         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
779         if (fifo_nr_running)
780                 return true;
781
782         /*
783          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
784          * if there's more than one we need the tick for involuntary
785          * preemption.
786          */
787         if (rq->nr_running > 1)
788                 return false;
789
790         return true;
791 }
792 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
793 #endif /* CONFIG_SMP */
794
795 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
796                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
797 /*
798  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
799  * node and @up when leaving it for the final time.
800  *
801  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
802  */
803 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
804                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
805 {
806         struct task_group *parent, *child;
807         int ret;
808
809         parent = from;
810
811 down:
812         ret = (*down)(parent, data);
813         if (ret)
814                 goto out;
815         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
816                 parent = child;
817                 goto down;
818
819 up:
820                 continue;
821         }
822         ret = (*up)(parent, data);
823         if (ret || parent == from)
824                 goto out;
825
826         child = parent;
827         parent = parent->parent;
828         if (parent)
829                 goto up;
830 out:
831         return ret;
832 }
833
834 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
835 {
836         return 0;
837 }
838 #endif
839
840 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
841 {
842         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
843         struct load_weight *load = &p->se.load;
844
845         /*
846          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
847          */
848         if (task_has_idle_policy(p)) {
849                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
850                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
851                 return;
852         }
853
854         /*
855          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
856          * weight
857          */
858         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
859                 reweight_task(p, prio);
860         } else {
861                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
862                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
863         }
864 }
865
866 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
867 /*
868  * Serializes updates of utilization clamp values
869  *
870  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
871  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
872  * support enqueue/dequeue operations.
873  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
874  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
875  * updates or API abuses.
876  */
877 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
878
879 /* Max allowed minimum utilization */
880 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
881
882 /* Max allowed maximum utilization */
883 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
884
885 /*
886  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
887  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
888  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
889  *
890  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
891  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
892  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
893  * battery life.
894  *
895  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
896  *
897  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
898  * above.
899  */
900 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
901
902 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
903 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
904
905 /*
906  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
907  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
908  * enqueue/dequeue_task().
909  *
910  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
911  * minimum uclamp overhead in the fast path.
912  *
913  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
914  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
915  * functionality.
916  *
917  * The knobs that would enable this static key are:
918  *
919  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
920  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
921  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
922  */
923 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
924
925 /* Integer rounded range for each bucket */
926 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
927
928 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
929         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
930
931 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
932 {
933         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
934 }
935
936 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
937 {
938         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
939                 return 0;
940         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
941 }
942
943 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
944                                  unsigned int value, bool user_defined)
945 {
946         uc_se->value = value;
947         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
948         uc_se->user_defined = user_defined;
949 }
950
951 static inline unsigned int
952 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
953                   unsigned int clamp_value)
954 {
955         /*
956          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
957          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
958          * max-clamp.
959          */
960         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
961                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
962                 return clamp_value;
963         }
964
965         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
966 }
967
968 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
969                                      unsigned int clamp_value)
970 {
971         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
972         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
973                 return;
974
975         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
976 }
977
978 static inline
979 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
980                                    unsigned int clamp_value)
981 {
982         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
983         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
984
985         /*
986          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
987          * top most bucket with tasks in.
988          */
989         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
990                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
991                         continue;
992                 return bucket[bucket_id].value;
993         }
994
995         /* No tasks -- default clamp values */
996         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
997 }
998
999 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1000 {
1001         unsigned int default_util_min;
1002         struct uclamp_se *uc_se;
1003
1004         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1005
1006         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1007
1008         /* Only sync if user didn't override the default */
1009         if (uc_se->user_defined)
1010                 return;
1011
1012         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1013         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1014 }
1015
1016 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1017 {
1018         struct rq_flags rf;
1019         struct rq *rq;
1020
1021         if (!rt_task(p))
1022                 return;
1023
1024         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1025         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1026         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1027         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1028 }
1029
1030 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1031 {
1032         struct task_struct *g, *p;
1033
1034         /*
1035          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1036          *                                        uclamp_min_rt = X;
1037          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1038          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1039          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1040          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1041          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1042          *
1043          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1044          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1045          * task.
1046          */
1047         read_lock(&tasklist_lock);
1048         smp_mb__after_spinlock();
1049         read_unlock(&tasklist_lock);
1050
1051         rcu_read_lock();
1052         for_each_process_thread(g, p)
1053                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1054         rcu_read_unlock();
1055 }
1056
1057 static inline struct uclamp_se
1058 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1059 {
1060         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1061 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1062         struct uclamp_se uc_max;
1063
1064         /*
1065          * Tasks in autogroups or root task group will be
1066          * restricted by system defaults.
1067          */
1068         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1069                 return uc_req;
1070         if (task_group(p) == &root_task_group)
1071                 return uc_req;
1072
1073         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
1074         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
1075                 return uc_max;
1076 #endif
1077
1078         return uc_req;
1079 }
1080
1081 /*
1082  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1083  * priority:
1084  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1085  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1086  *   group or in an autogroup
1087  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1088  */
1089 static inline struct uclamp_se
1090 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1091 {
1092         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1093         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1094
1095         /* System default restrictions always apply */
1096         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1097                 return uc_max;
1098
1099         return uc_req;
1100 }
1101
1102 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1103 {
1104         struct uclamp_se uc_eff;
1105
1106         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1107         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1108                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1109
1110         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1111
1112         return (unsigned long)uc_eff.value;
1113 }
1114
1115 /*
1116  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1117  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1118  * updates the rq's clamp value if required.
1119  *
1120  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1121  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1122  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1123  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1124  */
1125 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1126                                     enum uclamp_id clamp_id)
1127 {
1128         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1129         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1130         struct uclamp_bucket *bucket;
1131
1132         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1133
1134         /* Update task effective clamp */
1135         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1136
1137         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1138         bucket->tasks++;
1139         uc_se->active = true;
1140
1141         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1142
1143         /*
1144          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1145          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1146          */
1147         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1148                 bucket->value = uc_se->value;
1149
1150         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1151                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1152 }
1153
1154 /*
1155  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1156  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1157  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1158  *
1159  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1160  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1161  * enforce the expected state and warn.
1162  */
1163 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1164                                     enum uclamp_id clamp_id)
1165 {
1166         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1167         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1168         struct uclamp_bucket *bucket;
1169         unsigned int bkt_clamp;
1170         unsigned int rq_clamp;
1171
1172         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1173
1174         /*
1175          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1176          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1177          *
1178          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1179          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1180          * here.
1181          *
1182          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1183          * problem too
1184          *
1185          *      enqueue(taskA)
1186          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1187          *      enqueue(taskB)
1188          *      dequeue(taskA)
1189          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1190          *      dequeue(taskB)
1191          *
1192          * where we could end up with stale data in uc_se and
1193          * bucket[uc_se->bucket_id].
1194          *
1195          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1196          */
1197         if (unlikely(!uc_se->active))
1198                 return;
1199
1200         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1201
1202         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1203         if (likely(bucket->tasks))
1204                 bucket->tasks--;
1205
1206         uc_se->active = false;
1207
1208         /*
1209          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1210          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1211          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1212          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1213          */
1214         if (likely(bucket->tasks))
1215                 return;
1216
1217         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1218         /*
1219          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1220          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1221          */
1222         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1223         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1224                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1225                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1226         }
1227 }
1228
1229 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1230 {
1231         enum uclamp_id clamp_id;
1232
1233         /*
1234          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1235          *
1236          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1237          * sched_uclamp_used is disabled.
1238          */
1239         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1240                 return;
1241
1242         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1243                 return;
1244
1245         for_each_clamp_id(clamp_id)
1246                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1247
1248         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1249         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1250                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1251 }
1252
1253 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1254 {
1255         enum uclamp_id clamp_id;
1256
1257         /*
1258          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1259          *
1260          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1261          * sched_uclamp_used is disabled.
1262          */
1263         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1264                 return;
1265
1266         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1267                 return;
1268
1269         for_each_clamp_id(clamp_id)
1270                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1271 }
1272
1273 static inline void
1274 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1275 {
1276         struct rq_flags rf;
1277         struct rq *rq;
1278
1279         /*
1280          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1281          *
1282          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1283          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1284          * enqueues, dequeues and migration operations.
1285          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1286          */
1287         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1288
1289         /*
1290          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1291          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1292          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1293          * it will already see the updated clamp bucket value.
1294          */
1295         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1296                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1297                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1298         }
1299
1300         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1301 }
1302
1303 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1304 static inline void
1305 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1306                            unsigned int clamps)
1307 {
1308         enum uclamp_id clamp_id;
1309         struct css_task_iter it;
1310         struct task_struct *p;
1311
1312         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1313         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1314                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1315                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1316                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1317                 }
1318         }
1319         css_task_iter_end(&it);
1320 }
1321
1322 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1323 static void uclamp_update_root_tg(void)
1324 {
1325         struct task_group *tg = &root_task_group;
1326
1327         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1328                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1329         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1330                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1331
1332         rcu_read_lock();
1333         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1334         rcu_read_unlock();
1335 }
1336 #else
1337 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1338 #endif
1339
1340 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1341                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1342 {
1343         bool update_root_tg = false;
1344         int old_min, old_max, old_min_rt;
1345         int result;
1346
1347         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1348         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1349         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1350         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1351
1352         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1353         if (result)
1354                 goto undo;
1355         if (!write)
1356                 goto done;
1357
1358         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1359             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1360             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1361
1362                 result = -EINVAL;
1363                 goto undo;
1364         }
1365
1366         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1367                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1368                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1369                 update_root_tg = true;
1370         }
1371         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1372                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1373                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1374                 update_root_tg = true;
1375         }
1376
1377         if (update_root_tg) {
1378                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1379                 uclamp_update_root_tg();
1380         }
1381
1382         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1383                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1384                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1385         }
1386
1387         /*
1388          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1389          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1390          * task enqueue time.
1391          */
1392
1393         goto done;
1394
1395 undo:
1396         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1397         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1398         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1399 done:
1400         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1401
1402         return result;
1403 }
1404
1405 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1406                            const struct sched_attr *attr)
1407 {
1408         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1409         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1410
1411         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1412                 util_min = attr->sched_util_min;
1413
1414                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1415                         return -EINVAL;
1416         }
1417
1418         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1419                 util_max = attr->sched_util_max;
1420
1421                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1422                         return -EINVAL;
1423         }
1424
1425         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1426                 return -EINVAL;
1427
1428         /*
1429          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1430          *
1431          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1432          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1433          * scheduler locks.
1434          */
1435         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1436
1437         return 0;
1438 }
1439
1440 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1441                          enum uclamp_id clamp_id,
1442                          struct uclamp_se *uc_se)
1443 {
1444         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1445         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1446             !uc_se->user_defined)
1447                 return true;
1448
1449         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1450         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1451             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1452             attr->sched_util_min == -1) {
1453                 return true;
1454         }
1455
1456         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1457             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1458             attr->sched_util_max == -1) {
1459                 return true;
1460         }
1461
1462         return false;
1463 }
1464
1465 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1466                                   const struct sched_attr *attr)
1467 {
1468         enum uclamp_id clamp_id;
1469
1470         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1471                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1472                 unsigned int value;
1473
1474                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1475                         continue;
1476
1477                 /*
1478                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1479                  * at runtime.
1480                  */
1481                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1482                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1483                 else
1484                         value = uclamp_none(clamp_id);
1485
1486                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1487
1488         }
1489
1490         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1491                 return;
1492
1493         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1494             attr->sched_util_min != -1) {
1495                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1496                               attr->sched_util_min, true);
1497         }
1498
1499         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1500             attr->sched_util_max != -1) {
1501                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1502                               attr->sched_util_max, true);
1503         }
1504 }
1505
1506 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1507 {
1508         enum uclamp_id clamp_id;
1509
1510         /*
1511          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1512          * as the task is still at its early fork stages.
1513          */
1514         for_each_clamp_id(clamp_id)
1515                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1516
1517         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1518                 return;
1519
1520         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1521                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1522                               uclamp_none(clamp_id), false);
1523         }
1524 }
1525
1526 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1527 {
1528         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1529 }
1530
1531 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1532 {
1533         enum uclamp_id clamp_id;
1534         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1535
1536         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1537                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1538                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1539                 };
1540         }
1541
1542         rq->uclamp_flags = 0;
1543 }
1544
1545 static void __init init_uclamp(void)
1546 {
1547         struct uclamp_se uc_max = {};
1548         enum uclamp_id clamp_id;
1549         int cpu;
1550
1551         for_each_possible_cpu(cpu)
1552                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1553
1554         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1555                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1556                               uclamp_none(clamp_id), false);
1557         }
1558
1559         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1560         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1561         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1562                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1563 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1564                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1565                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1566 #endif
1567         }
1568 }
1569
1570 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1571 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1572 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1573 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1574                                   const struct sched_attr *attr)
1575 {
1576         return -EOPNOTSUPP;
1577 }
1578 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1579                                   const struct sched_attr *attr) { }
1580 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1581 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1582 static inline void init_uclamp(void) { }
1583 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1584
1585 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1586 {
1587         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1588                 update_rq_clock(rq);
1589
1590         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1591                 sched_info_queued(rq, p);
1592                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1593         }
1594
1595         uclamp_rq_inc(rq, p);
1596         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1597 }
1598
1599 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1600 {
1601         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1602                 update_rq_clock(rq);
1603
1604         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1605                 sched_info_dequeued(rq, p);
1606                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1607         }
1608
1609         uclamp_rq_dec(rq, p);
1610         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1611 }
1612
1613 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1614 {
1615         enqueue_task(rq, p, flags);
1616
1617         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1618 }
1619
1620 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1621 {
1622         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1623
1624         dequeue_task(rq, p, flags);
1625 }
1626
1627 /*
1628  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1629  */
1630 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1631 {
1632         return p->static_prio;
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1637  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1638  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1639  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1640  * estimator recalculates.
1641  */
1642 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1643 {
1644         int prio;
1645
1646         if (task_has_dl_policy(p))
1647                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1648         else if (task_has_rt_policy(p))
1649                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1650         else
1651                 prio = __normal_prio(p);
1652         return prio;
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1657  * taken into account by the scheduler. This value might
1658  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1659  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1660  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1661  */
1662 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1663 {
1664         p->normal_prio = normal_prio(p);
1665         /*
1666          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1667          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1668          * to the normal priority:
1669          */
1670         if (!rt_prio(p->prio))
1671                 return p->normal_prio;
1672         return p->prio;
1673 }
1674
1675 /**
1676  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1677  * @p: the task in question.
1678  *
1679  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1680  */
1681 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1682 {
1683         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1684 }
1685
1686 /*
1687  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1688  * use the balance_callback list if you want balancing.
1689  *
1690  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1691  * balance_callback().
1692  */
1693 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1694                                        const struct sched_class *prev_class,
1695                                        int oldprio)
1696 {
1697         if (prev_class != p->sched_class) {
1698                 if (prev_class->switched_from)
1699                         prev_class->switched_from(rq, p);
1700
1701                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1702         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1703                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1704 }
1705
1706 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1707 {
1708         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
1709                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1710         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
1711                 resched_curr(rq);
1712
1713         /*
1714          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1715          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1716          */
1717         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1718                 rq_clock_skip_update(rq);
1719 }
1720
1721 #ifdef CONFIG_SMP
1722
1723 static void
1724 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
1725
1726 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1727                                   const struct cpumask *new_mask,
1728                                   u32 flags);
1729
1730 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1731 {
1732         if (likely(!p->migration_disabled))
1733                 return;
1734
1735         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
1736                 return;
1737
1738         /*
1739          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
1740          */
1741         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
1742 }
1743
1744 void migrate_disable(void)
1745 {
1746         struct task_struct *p = current;
1747
1748         if (p->migration_disabled) {
1749                 p->migration_disabled++;
1750                 return;
1751         }
1752
1753         preempt_disable();
1754         this_rq()->nr_pinned++;
1755         p->migration_disabled = 1;
1756         preempt_enable();
1757 }
1758 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
1759
1760 void migrate_enable(void)
1761 {
1762         struct task_struct *p = current;
1763
1764         if (p->migration_disabled > 1) {
1765                 p->migration_disabled--;
1766                 return;
1767         }
1768
1769         /*
1770          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
1771          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
1772          */
1773         preempt_disable();
1774         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
1775                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
1776         /*
1777          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
1778          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
1779          * select_fallback_rq) get confused.
1780          */
1781         barrier();
1782         p->migration_disabled = 0;
1783         this_rq()->nr_pinned--;
1784         preempt_enable();
1785 }
1786 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
1787
1788 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
1789 {
1790         return rq->nr_pinned;
1791 }
1792
1793 /*
1794  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1795  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1796  */
1797 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1798 {
1799         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1800                 return false;
1801
1802         if (is_per_cpu_kthread(p) || is_migration_disabled(p))
1803                 return cpu_online(cpu);
1804
1805         return cpu_active(cpu);
1806 }
1807
1808 /*
1809  * This is how migration works:
1810  *
1811  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1812  *    stop_one_cpu().
1813  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1814  *    off the CPU)
1815  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1816  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1817  *    it and puts it into the right queue.
1818  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1819  *    is done.
1820  */
1821
1822 /*
1823  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1824  *
1825  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1826  */
1827 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1828                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1829 {
1830         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1831
1832         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1833         set_task_cpu(p, new_cpu);
1834         rq_unlock(rq, rf);
1835
1836         rq = cpu_rq(new_cpu);
1837
1838         rq_lock(rq, rf);
1839         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1840         activate_task(rq, p, 0);
1841         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1842
1843         return rq;
1844 }
1845
1846 struct migration_arg {
1847         struct task_struct              *task;
1848         int                             dest_cpu;
1849         struct set_affinity_pending     *pending;
1850 };
1851
1852 struct set_affinity_pending {
1853         refcount_t              refs;
1854         struct completion       done;
1855         struct cpu_stop_work    stop_work;
1856         struct migration_arg    arg;
1857 };
1858
1859 /*
1860  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1861  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1862  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1863  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1864  *
1865  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1866  * as the task is no longer on this CPU.
1867  */
1868 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1869                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1870 {
1871         /* Affinity changed (again). */
1872         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1873                 return rq;
1874
1875         update_rq_clock(rq);
1876         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1877
1878         return rq;
1879 }
1880
1881 /*
1882  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1883  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1884  * 'pushing' onto another runqueue.
1885  */
1886 static int migration_cpu_stop(void *data)
1887 {
1888         struct set_affinity_pending *pending;
1889         struct migration_arg *arg = data;
1890         struct task_struct *p = arg->task;
1891         int dest_cpu = arg->dest_cpu;
1892         struct rq *rq = this_rq();
1893         bool complete = false;
1894         struct rq_flags rf;
1895
1896         /*
1897          * The original target CPU might have gone down and we might
1898          * be on another CPU but it doesn't matter.
1899          */
1900         local_irq_save(rf.flags);
1901         /*
1902          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1903          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1904          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1905          */
1906         flush_smp_call_function_from_idle();
1907
1908         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1909         rq_lock(rq, &rf);
1910
1911         pending = p->migration_pending;
1912         /*
1913          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1914          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1915          * we're holding p->pi_lock.
1916          */
1917         if (task_rq(p) == rq) {
1918                 if (is_migration_disabled(p))
1919                         goto out;
1920
1921                 if (pending) {
1922                         p->migration_pending = NULL;
1923                         complete = true;
1924                 }
1925
1926                 /* migrate_enable() --  we must not race against SCA */
1927                 if (dest_cpu < 0) {
1928                         /*
1929                          * When this was migrate_enable() but we no longer
1930                          * have a @pending, a concurrent SCA 'fixed' things
1931                          * and we should be valid again. Nothing to do.
1932                          */
1933                         if (!pending) {
1934                                 WARN_ON_ONCE(!cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask));
1935                                 goto out;
1936                         }
1937
1938                         dest_cpu = cpumask_any_distribute(&p->cpus_mask);
1939                 }
1940
1941                 if (task_on_rq_queued(p))
1942                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1943                 else
1944                         p->wake_cpu = dest_cpu;
1945
1946         } else if (dest_cpu < 0 || pending) {
1947                 /*
1948                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
1949                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
1950                  * point we're a regular task again and not current anymore.
1951                  *
1952                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
1953                  * more likely.
1954                  */
1955
1956                 /*
1957                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
1958                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
1959                  * somewhere allowed, we're done.
1960                  */
1961                 if (pending && cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
1962                         p->migration_pending = NULL;
1963                         complete = true;
1964                         goto out;
1965                 }
1966
1967                 /*
1968                  * When this was migrate_enable() but we no longer have an
1969                  * @pending, a concurrent SCA 'fixed' things and we should be
1970                  * valid again. Nothing to do.
1971                  */
1972                 if (!pending) {
1973                         WARN_ON_ONCE(!cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask));
1974                         goto out;
1975                 }
1976
1977                 /*
1978                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
1979                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
1980                  * it.
1981                  */
1982                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1983                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
1984                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
1985                 return 0;
1986         }
1987 out:
1988         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1989
1990         if (complete)
1991                 complete_all(&pending->done);
1992
1993         /* For pending->{arg,stop_work} */
1994         pending = arg->pending;
1995         if (pending && refcount_dec_and_test(&pending->refs))
1996                 wake_up_var(&pending->refs);
1997
1998         return 0;
1999 }
2000
2001 int push_cpu_stop(void *arg)
2002 {
2003         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2004         struct task_struct *p = arg;
2005
2006         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2007         raw_spin_lock(&rq->lock);
2008
2009         if (task_rq(p) != rq)
2010                 goto out_unlock;
2011
2012         if (is_migration_disabled(p)) {
2013                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2014                 goto out_unlock;
2015         }
2016
2017         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2018
2019         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2020                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2021
2022         if (!lowest_rq)
2023                 goto out_unlock;
2024
2025         // XXX validate p is still the highest prio task
2026         if (task_rq(p) == rq) {
2027                 deactivate_task(rq, p, 0);
2028                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2029                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2030                 resched_curr(lowest_rq);
2031         }
2032
2033         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2034
2035 out_unlock:
2036         rq->push_busy = false;
2037         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2038         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2039
2040         put_task_struct(p);
2041         return 0;
2042 }
2043
2044 /*
2045  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2046  * actually call this function.
2047  */
2048 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2049 {
2050         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2051                 p->cpus_ptr = new_mask;
2052                 return;
2053         }
2054
2055         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2056         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2057 }
2058
2059 static void
2060 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2061 {
2062         struct rq *rq = task_rq(p);
2063         bool queued, running;
2064
2065         /*
2066          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2067          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2068          * p->pi_lock.
2069          *
2070          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2071          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2072          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2073          * before finish_task().
2074          *
2075          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2076          */
2077         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2078                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2079         else
2080                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2081
2082         queued = task_on_rq_queued(p);
2083         running = task_current(rq, p);
2084
2085         if (queued) {
2086                 /*
2087                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2088                  * holding rq->lock.
2089                  */
2090                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
2091                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2092         }
2093         if (running)
2094                 put_prev_task(rq, p);
2095
2096         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2097
2098         if (queued)
2099                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2100         if (running)
2101                 set_next_task(rq, p);
2102 }
2103
2104 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2105 {
2106         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2107 }
2108
2109 /*
2110  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2111  *
2112  *
2113  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2114  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2115  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2116  *
2117  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2118  * Consider:
2119  *
2120  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2121  *
2122  *     P0@CPU0                  P1
2123  *
2124  *     migrate_disable();
2125  *     <preempted>
2126  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2127  *
2128  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2129  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2130  * This means we need the following scheme:
2131  *
2132  *     P0@CPU0                  P1
2133  *
2134  *     migrate_disable();
2135  *     <preempted>
2136  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2137  *                                <blocks>
2138  *     <resumes>
2139  *     migrate_enable();
2140  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2141  *       <wakes local stopper>
2142  *                         `--> <woken on migration completion>
2143  *
2144  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2145  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2146  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2147  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2148  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2149  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2150  * moment.
2151  *
2152  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2153  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2154  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2155  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2156  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2157  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2158  *
2159  *
2160  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2161  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2162  * cancels the need for an active migration. Consider:
2163  *
2164  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2165  *
2166  *     P0@CPU0            P1                             P2
2167  *
2168  *     migrate_disable();
2169  *     <preempted>
2170  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2171  *                          <blocks>
2172  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2173  *                                                         <signal completion>
2174  *                          <awakes>
2175  *
2176  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2177  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2178  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2179  */
2180 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2181                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2182 {
2183         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2184         struct migration_arg arg = {
2185                 .task = p,
2186                 .dest_cpu = dest_cpu,
2187         };
2188         bool complete = false;
2189
2190         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2191         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2192                 struct task_struct *push_task = NULL;
2193
2194                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2195                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2196                         rq->push_busy = true;
2197                         push_task = get_task_struct(p);
2198                 }
2199
2200                 pending = p->migration_pending;
2201                 if (pending) {
2202                         refcount_inc(&pending->refs);
2203                         p->migration_pending = NULL;
2204                         complete = true;
2205                 }
2206                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2207
2208                 if (push_task) {
2209                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2210                                             p, &rq->push_work);
2211                 }
2212
2213                 if (complete)
2214                         goto do_complete;
2215
2216                 return 0;
2217         }
2218
2219         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2220                 /* serialized by p->pi_lock */
2221                 if (!p->migration_pending) {
2222                         /* Install the request */
2223                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2224                         init_completion(&my_pending.done);
2225                         p->migration_pending = &my_pending;
2226                 } else {
2227                         pending = p->migration_pending;
2228                         refcount_inc(&pending->refs);
2229                 }
2230         }
2231         pending = p->migration_pending;
2232         /*
2233          * - !MIGRATE_ENABLE:
2234          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2235          *
2236          * - MIGRATE_ENABLE:
2237          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2238          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2239          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2240          *   pending completion.
2241          *
2242          * Either way, we really should have a @pending here.
2243          */
2244         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2245                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2246                 return -EINVAL;
2247         }
2248
2249         if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) {
2250
2251                 refcount_inc(&pending->refs); /* pending->{arg,stop_work} */
2252                 p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2253                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2254
2255                 pending->arg = (struct migration_arg) {
2256                         .task = p,
2257                         .dest_cpu = -1,
2258                         .pending = pending,
2259                 };
2260
2261                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2262                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2263
2264                 return 0;
2265         }
2266
2267         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
2268                 /*
2269                  * Lessen races (and headaches) by delegating
2270                  * is_migration_disabled(p) checks to the stopper, which will
2271                  * run on the same CPU as said p.
2272                  */
2273                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2274                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
2275
2276         } else {
2277
2278                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2279                         if (task_on_rq_queued(p))
2280                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2281
2282                         p->migration_pending = NULL;
2283                         complete = true;
2284                 }
2285                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2286
2287 do_complete:
2288                 if (complete)
2289                         complete_all(&pending->done);
2290         }
2291
2292         wait_for_completion(&pending->done);
2293
2294         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2295                 wake_up_var(&pending->refs);
2296
2297         /*
2298          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2299          * have seen the completion and decremented the refcount
2300          */
2301         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2302
2303         return 0;
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2308  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2309  * is removed from the allowed bitmask.
2310  *
2311  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2312  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2313  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2314  */
2315 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2316                                   const struct cpumask *new_mask,
2317                                   u32 flags)
2318 {
2319         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2320         unsigned int dest_cpu;
2321         struct rq_flags rf;
2322         struct rq *rq;
2323         int ret = 0;
2324
2325         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2326         update_rq_clock(rq);
2327
2328         if (p->flags & PF_KTHREAD || is_migration_disabled(p)) {
2329                 /*
2330                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs.
2331                  *
2332                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2333                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2334                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2335                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2336                  */
2337                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2338         }
2339
2340         /*
2341          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2342          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2343          */
2344         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2345                 ret = -EINVAL;
2346                 goto out;
2347         }
2348
2349         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2350                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2351                         goto out;
2352
2353                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2354                                  is_migration_disabled(p) &&
2355                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2356                         ret = -EBUSY;
2357                         goto out;
2358                 }
2359         }
2360
2361         /*
2362          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2363          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2364          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2365          */
2366         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2367         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2368                 ret = -EINVAL;
2369                 goto out;
2370         }
2371
2372         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2373
2374         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
2375                 /*
2376                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
2377                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
2378                  */
2379                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
2380                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
2381                         p->nr_cpus_allowed != 1);
2382         }
2383
2384         return affine_move_task(rq, p, &rf, dest_cpu, flags);
2385
2386 out:
2387         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2388
2389         return ret;
2390 }
2391
2392 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2393 {
2394         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2395 }
2396 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2397
2398 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2399 {
2400 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2401         /*
2402          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2403          * ttwu() will sort out the placement.
2404          */
2405         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
2406                         !p->on_rq);
2407
2408         /*
2409          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
2410          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
2411          * time relying on p->on_rq.
2412          */
2413         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
2414                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
2415                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
2416
2417 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2418         /*
2419          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2420          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2421          *
2422          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
2423          * see task_group().
2424          *
2425          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
2426          * task_rq_lock().
2427          */
2428         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
2429                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
2430 #endif
2431         /*
2432          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
2433          */
2434         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
2435
2436         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
2437 #endif
2438
2439         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2440
2441         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2442                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
2443                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
2444                 p->se.nr_migrations++;
2445                 rseq_migrate(p);
2446                 perf_event_task_migrate(p);
2447         }
2448
2449         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2450 }
2451
2452 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2453 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
2454 {
2455         if (task_on_rq_queued(p)) {
2456                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
2457                 struct rq_flags srf, drf;
2458
2459                 src_rq = task_rq(p);
2460                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
2461
2462                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
2463                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
2464
2465                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2466                 set_task_cpu(p, cpu);
2467                 activate_task(dst_rq, p, 0);
2468                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
2469
2470                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
2471                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
2472
2473         } else {
2474                 /*
2475                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
2476                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
2477                  * previous CPU our target instead of where it really is.
2478                  */
2479                 p->wake_cpu = cpu;
2480         }
2481 }
2482
2483 struct migration_swap_arg {
2484         struct task_struct *src_task, *dst_task;
2485         int src_cpu, dst_cpu;
2486 };
2487
2488 static int migrate_swap_stop(void *data)
2489 {
2490         struct migration_swap_arg *arg = data;
2491         struct rq *src_rq, *dst_rq;
2492         int ret = -EAGAIN;
2493
2494         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
2495                 return -EAGAIN;
2496
2497         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
2498         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
2499
2500         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
2501                         &arg->dst_task->pi_lock);
2502         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
2503
2504         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
2505                 goto unlock;
2506
2507         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
2508                 goto unlock;
2509
2510         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
2511                 goto unlock;
2512
2513         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
2514                 goto unlock;
2515
2516         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
2517         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
2518
2519         ret = 0;
2520
2521 unlock:
2522         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
2523         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
2524         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
2525
2526         return ret;
2527 }
2528
2529 /*
2530  * Cross migrate two tasks
2531  */
2532 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
2533                 int target_cpu, int curr_cpu)
2534 {
2535         struct migration_swap_arg arg;
2536         int ret = -EINVAL;
2537
2538         arg = (struct migration_swap_arg){
2539                 .src_task = cur,
2540                 .src_cpu = curr_cpu,
2541                 .dst_task = p,
2542                 .dst_cpu = target_cpu,
2543         };
2544
2545         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
2546                 goto out;
2547
2548         /*
2549          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
2550          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
2551          */
2552         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
2553                 goto out;
2554
2555         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
2556                 goto out;
2557
2558         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
2559                 goto out;
2560
2561         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
2562         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
2563
2564 out:
2565         return ret;
2566 }
2567 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2568
2569 /*
2570  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2571  *
2572  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2573  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2574  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2575  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2576  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2577  * @p has remained unscheduled the whole time.
2578  *
2579  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2580  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2581  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2582  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2583  * waiting to become inactive.
2584  */
2585 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2586 {
2587         int running, queued;
2588         struct rq_flags rf;
2589         unsigned long ncsw;
2590         struct rq *rq;
2591
2592         for (;;) {
2593                 /*
2594                  * We do the initial early heuristics without holding
2595                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2596                  * the runqueue lock when things look like they will
2597                  * work out!
2598                  */
2599                 rq = task_rq(p);
2600
2601                 /*
2602                  * If the task is actively running on another CPU
2603                  * still, just relax and busy-wait without holding
2604                  * any locks.
2605                  *
2606                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2607                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2608                  * But we don't care, since "task_running()" will
2609                  * return false if the runqueue has changed and p
2610                  * is actually now running somewhere else!
2611                  */
2612                 while (task_running(rq, p)) {
2613                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2614                                 return 0;
2615                         cpu_relax();
2616                 }
2617
2618                 /*
2619                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2620                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2621                  * just go back and repeat.
2622                  */
2623                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
2624                 trace_sched_wait_task(p);
2625                 running = task_running(rq, p);
2626                 queued = task_on_rq_queued(p);
2627                 ncsw = 0;
2628                 if (!match_state || p->state == match_state)
2629                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2630                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2631
2632                 /*
2633                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2634                  */
2635                 if (unlikely(!ncsw))
2636                         break;
2637
2638                 /*
2639                  * Was it really running after all now that we
2640                  * checked with the proper locks actually held?
2641                  *
2642                  * Oops. Go back and try again..
2643                  */
2644                 if (unlikely(running)) {
2645                         cpu_relax();
2646                         continue;
2647                 }
2648
2649                 /*
2650                  * It's not enough that it's not actively running,
2651                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2652                  * preempted!
2653                  *
2654                  * So if it was still runnable (but just not actively
2655                  * running right now), it's preempted, and we should
2656                  * yield - it could be a while.
2657                  */
2658                 if (unlikely(queued)) {
2659                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
2660
2661                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2662                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2663                         continue;
2664                 }
2665
2666                 /*
2667                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2668                  * runnable, which means that it will never become
2669                  * running in the future either. We're all done!
2670                  */
2671                 break;
2672         }
2673
2674         return ncsw;
2675 }
2676
2677 /***
2678  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2679  * @p: the to-be-kicked thread
2680  *
2681  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2682  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2683  *
2684  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2685  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2686  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2687  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2688  * achieved as well.
2689  */
2690 void kick_process(struct task_struct *p)
2691 {
2692         int cpu;
2693
2694         preempt_disable();
2695         cpu = task_cpu(p);
2696         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2697                 smp_send_reschedule(cpu);
2698         preempt_enable();
2699 }
2700 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2701
2702 /*
2703  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2704  *
2705  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2706  *
2707  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2708  *
2709  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2710  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2711  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2712  *    see it.
2713  *
2714  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2715  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2716  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2717  *    off.
2718  *
2719  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2720  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2721  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2722  * to satisfy the above rules.
2723  */
2724 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2725 {
2726         int nid = cpu_to_node(cpu);
2727         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2728         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2729         int dest_cpu;
2730
2731         /*
2732          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2733          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2734          * select the CPU on the other node.
2735          */
2736         if (nid != -1) {
2737                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2738
2739                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2740                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2741                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2742                                 continue;
2743                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2744                                 return dest_cpu;
2745                 }
2746         }
2747
2748         for (;;) {
2749                 /* Any allowed, online CPU? */
2750                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2751                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2752                                 continue;
2753
2754                         goto out;
2755                 }
2756
2757                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2758                 switch (state) {
2759                 case cpuset:
2760                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2761                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2762                                 state = possible;
2763                                 break;
2764                         }
2765                         fallthrough;
2766                 case possible:
2767                         /*
2768                          * XXX When called from select_task_rq() we only
2769                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
2770                          *
2771                          * More yuck to audit.
2772                          */
2773                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2774                         state = fail;
2775                         break;
2776
2777                 case fail:
2778                         BUG();
2779                         break;
2780                 }
2781         }
2782
2783 out:
2784         if (state != cpuset) {
2785                 /*
2786                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2787                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2788                  * leave kernel.
2789                  */
2790                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2791                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2792                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2793                 }
2794         }
2795
2796         return dest_cpu;
2797 }
2798
2799 /*
2800  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2801  */
2802 static inline
2803 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2804 {
2805         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2806
2807         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
2808                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
2809         else
2810                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2811
2812         /*
2813          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2814          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2815          * CPU.
2816          *
2817          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2818          *
2819          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2820          *   not worry about this generic constraint ]
2821          */
2822         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2823                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2824
2825         return cpu;
2826 }
2827
2828 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2829 {
2830         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
2831         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2832         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2833
2834         if (stop) {
2835                 /*
2836                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2837                  * userspace knows about and won't get confused about.
2838                  *
2839                  * Also, it will make PI more or less work without too
2840                  * much confusion -- but then, stop work should not
2841                  * rely on PI working anyway.
2842                  */
2843                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2844
2845                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2846
2847                 /*
2848                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
2849                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
2850                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
2851                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
2852                  * around the current task.
2853                  *
2854                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
2855                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
2856                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
2857                  * own class.
2858                  */
2859                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
2860         }
2861
2862         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2863
2864         if (old_stop) {
2865                 /*
2866                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2867                  * it can die in pieces.
2868                  */
2869                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2870         }
2871 }
2872
2873 #else /* CONFIG_SMP */
2874
2875 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2876                                          const struct cpumask *new_mask,
2877                                          u32 flags)
2878 {
2879         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2880 }
2881
2882 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2883
2884 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2885 {
2886         return false;
2887 }
2888
2889 #endif /* !CONFIG_SMP */
2890
2891 static void
2892 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2893 {
2894         struct rq *rq;
2895
2896         if (!schedstat_enabled())
2897                 return;
2898
2899         rq = this_rq();
2900
2901 #ifdef CONFIG_SMP
2902         if (cpu == rq->cpu) {
2903                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2904                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2905         } else {
2906                 struct sched_domain *sd;
2907
2908                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2909                 rcu_read_lock();
2910                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2911                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2912                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2913                                 break;
2914                         }
2915                 }
2916                 rcu_read_unlock();
2917         }
2918
2919         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2920                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2921 #endif /* CONFIG_SMP */
2922
2923         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2924         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2925
2926         if (wake_flags & WF_SYNC)
2927                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2928 }
2929
2930 /*
2931  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2932  */
2933 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2934                            struct rq_flags *rf)
2935 {
2936         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2937         p->state = TASK_RUNNING;
2938         trace_sched_wakeup(p);
2939
2940 #ifdef CONFIG_SMP
2941         if (p->sched_class->task_woken) {
2942                 /*
2943                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
2944                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2945                  */
2946                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2947                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2948                 rq_repin_lock(rq, rf);
2949         }
2950
2951         if (rq->idle_stamp) {
2952                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2953                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2954
2955                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2956
2957                 if (rq->avg_idle > max)
2958                         rq->avg_idle = max;
2959
2960                 rq->idle_stamp = 0;
2961         }
2962 #endif
2963 }
2964
2965 static void
2966 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2967                  struct rq_flags *rf)
2968 {
2969         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2970
2971         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2972
2973         if (p->sched_contributes_to_load)
2974                 rq->nr_uninterruptible--;
2975
2976 #ifdef CONFIG_SMP
2977         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2978                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2979         else
2980 #endif
2981         if (p->in_iowait) {
2982                 delayacct_blkio_end(p);
2983                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2984         }
2985
2986         activate_task(rq, p, en_flags);
2987         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2988 }
2989
2990 /*
2991  * Consider @p being inside a wait loop:
2992  *
2993  *   for (;;) {
2994  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2995  *
2996  *      if (CONDITION)
2997  *         break;
2998  *
2999  *      schedule();
3000  *   }
3001  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3002  *
3003  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3004  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3005  * an atomic manner.
3006  *
3007  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3008  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3009  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3010  * need to do a full wakeup with enqueue.
3011  *
3012  * Returns: %true when the wakeup is done,
3013  *          %false otherwise.
3014  */
3015 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3016 {
3017         struct rq_flags rf;
3018         struct rq *rq;
3019         int ret = 0;
3020
3021         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3022         if (task_on_rq_queued(p)) {
3023                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3024                 update_rq_clock(rq);
3025                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3026                 ret = 1;
3027         }
3028         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3029
3030         return ret;
3031 }
3032
3033 #ifdef CONFIG_SMP
3034 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3035 {
3036         struct llist_node *llist = arg;
3037         struct rq *rq = this_rq();
3038         struct task_struct *p, *t;
3039         struct rq_flags rf;
3040
3041         if (!llist)
3042                 return;
3043
3044         /*
3045          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3046          * Races such that false-negatives are possible, since they
3047          * are shorter lived that false-positives would be.
3048          */
3049         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3050
3051         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3052         update_rq_clock(rq);
3053
3054         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3055                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3056                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3057
3058                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3059                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3060
3061                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3062         }
3063
3064         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3065 }
3066
3067 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3068 {
3069         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3070
3071         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3072                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3073         else
3074                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3075 }
3076
3077 /*
3078  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3079  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3080  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3081  * of the wakeup instead of the waker.
3082  */
3083 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3084 {
3085         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3086
3087         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3088
3089         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3090         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3091 }
3092
3093 void wake_up_if_idle(int cpu)
3094 {
3095         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3096         struct rq_flags rf;
3097
3098         rcu_read_lock();
3099
3100         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3101                 goto out;
3102
3103         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
3104                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3105         } else {
3106                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3107                 if (is_idle_task(rq->curr))
3108                         smp_send_reschedule(cpu);
3109                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3110                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3111         }
3112
3113 out:
3114         rcu_read_unlock();
3115 }
3116
3117 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3118 {
3119         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3120 }
3121
3122 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
3123 {
3124         /*
3125          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3126          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3127          */
3128         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3129                 return true;
3130
3131         /*
3132          * If the task is descheduling and the only running task on the
3133          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
3134          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
3135          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
3136          */
3137         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
3138                 return true;
3139
3140         return false;
3141 }
3142
3143 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3144 {
3145         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
3146                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
3147                         return false;
3148
3149                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3150                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3151                 return true;
3152         }
3153
3154         return false;
3155 }
3156
3157 #else /* !CONFIG_SMP */
3158
3159 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3160 {
3161         return false;
3162 }
3163
3164 #endif /* CONFIG_SMP */
3165
3166 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3167 {
3168         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3169         struct rq_flags rf;
3170
3171         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3172                 return;
3173
3174         rq_lock(rq, &rf);
3175         update_rq_clock(rq);
3176         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3177         rq_unlock(rq, &rf);
3178 }
3179
3180 /*
3181  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3182  *
3183  *  MIGRATION
3184  *
3185  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3186  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3187  * execution on its new CPU [c1].
3188  *
3189  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3190  *
3191  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3192  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3193  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3194  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3195  *
3196  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3197  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3198  *
3199  * Example:
3200  *
3201  *   CPU0            CPU1            CPU2
3202  *
3203  *   LOCK rq(0)->lock
3204  *   sched-out X
3205  *   sched-in Y
3206  *   UNLOCK rq(0)->lock
3207  *
3208  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3209  *                                   dequeue X
3210  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3211  *
3212  *                                   LOCK rq(1)->lock
3213  *                                   enqueue X
3214  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3215  *
3216  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3217  *                   sched-out Z
3218  *                   sched-in X
3219  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3220  *
3221  *
3222  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3223  *
3224  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3225  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3226  * chain to provide order. Instead we do:
3227  *
3228  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3229  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3230  *
3231  * Example:
3232  *
3233  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3234  *
3235  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3236  *   dequeue X
3237  *   sched-out X
3238  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3239  *
3240  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3241  *                    X->state = WAKING
3242  *                    set_task_cpu(X,2)
3243  *
3244  *                    LOCK rq(2)->lock
3245  *                    enqueue X
3246  *                    X->state = RUNNING
3247  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3248  *
3249  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3250  *                                          sched-out Z
3251  *                                          sched-in X
3252  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
3253  *
3254  *                    UNLOCK X->pi_lock
3255  *   UNLOCK rq(0)->lock
3256  *
3257  *
3258  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
3259  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
3260  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
3261  */
3262
3263 /**
3264  * try_to_wake_up - wake up a thread
3265  * @p: the thread to be awakened
3266  * @state: the mask of task states that can be woken
3267  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
3268  *
3269  * Conceptually does:
3270  *
3271  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
3272  *
3273  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
3274  *
3275  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
3276  *
3277  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
3278  * with set_current_state().
3279  *
3280  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
3281  *
3282  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
3283  *  - p->sched_class
3284  *  - p->cpus_ptr
3285  *  - p->sched_task_group
3286  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
3287  *
3288  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
3289  * Takes rq->lock in:
3290  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
3291  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
3292  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
3293  *
3294  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
3295  * many memory barriers and their comments for details.
3296  *
3297  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
3298  *         %false otherwise.
3299  */
3300 static int
3301 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
3302 {
3303         unsigned long flags;
3304         int cpu, success = 0;
3305
3306         preempt_disable();
3307         if (p == current) {
3308                 /*
3309                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
3310                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
3311                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
3312                  * without taking any locks.
3313                  *
3314                  * In particular:
3315                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
3316                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
3317                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
3318                  */
3319                 if (!(p->state & state))
3320                         goto out;
3321
3322                 success = 1;
3323                 trace_sched_waking(p);
3324                 p->state = TASK_RUNNING;
3325                 trace_sched_wakeup(p);
3326                 goto out;
3327         }
3328
3329         /*
3330          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
3331          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
3332          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
3333          * in set_current_state() that the waiting thread does.
3334          */
3335         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3336         smp_mb__after_spinlock();
3337         if (!(p->state & state))
3338                 goto unlock;
3339
3340         trace_sched_waking(p);
3341
3342         /* We're going to change ->state: */
3343         success = 1;
3344
3345         /*
3346          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
3347          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
3348          * in smp_cond_load_acquire() below.
3349          *
3350          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
3351          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
3352          *   UNLOCK rq->lock
3353          *
3354          * __schedule() (switch to task 'p')
3355          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3356          *   smp_mb__after_spinlock();
3357          *   UNLOCK rq->lock
3358          *
3359          * [task p]
3360          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
3361          *
3362          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3363          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3364          *
3365          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
3366          */
3367         smp_rmb();
3368         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
3369                 goto unlock;
3370
3371 #ifdef CONFIG_SMP
3372         /*
3373          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
3374          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
3375          *
3376          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
3377          * from the runqueue.
3378          *
3379          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
3380          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
3381          *   UNLOCK rq->lock
3382          *
3383          * __schedule() (put 'p' to sleep)
3384          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3385          *   smp_mb__after_spinlock();
3386          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
3387          *
3388          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3389          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3390          *
3391          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
3392          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
3393          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
3394          */
3395         smp_acquire__after_ctrl_dep();
3396
3397         /*
3398          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
3399          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
3400          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
3401          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
3402          */
3403         p->state = TASK_WAKING;
3404
3405         /*
3406          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3407          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
3408          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
3409          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
3410          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
3411          *
3412          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
3413          *
3414          * set_task_cpu(p, cpu);
3415          *   STORE p->cpu = @cpu
3416          * __schedule() (switch to task 'p')
3417          *   LOCK rq->lock
3418          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
3419          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
3420          *
3421          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
3422          * scheduling.
3423          */
3424         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
3425             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
3426                 goto unlock;
3427
3428         /*
3429          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3430          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
3431          *
3432          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
3433          *
3434          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
3435          * their previous state and preserve Program Order.
3436          */
3437         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3438
3439         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
3440         if (task_cpu(p) != cpu) {
3441                 if (p->in_iowait) {
3442                         delayacct_blkio_end(p);
3443                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3444                 }
3445
3446                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
3447                 psi_ttwu_dequeue(p);
3448                 set_task_cpu(p, cpu);
3449         }
3450 #else
3451         cpu = task_cpu(p);
3452 #endif /* CONFIG_SMP */
3453
3454         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
3455 unlock:
3456         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3457 out:
3458         if (success)
3459                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
3460         preempt_enable();
3461
3462         return success;
3463 }
3464
3465 /**
3466  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
3467  * @p: Process for which the function is to be invoked.
3468  * @func: Function to invoke.
3469  * @arg: Argument to function.
3470  *
3471  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
3472  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
3473  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
3474  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
3475  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
3476  * lightweight.
3477  *
3478  * Returns:
3479  *      @false if the task slipped out from under the locks.
3480  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
3481  *              However, @func can override this by returning @false.
3482  */
3483 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
3484 {
3485         bool ret = false;
3486         struct rq_flags rf;
3487         struct rq *rq;
3488
3489         lockdep_assert_irqs_enabled();
3490         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
3491         if (p->on_rq) {
3492                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3493                 if (task_rq(p) == rq)
3494                         ret = func(p, arg);
3495                 rq_unlock(rq, &rf);
3496         } else {
3497                 switch (p->state) {
3498                 case TASK_RUNNING:
3499                 case TASK_WAKING:
3500                         break;
3501                 default:
3502                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
3503                         if (!p->on_rq)
3504                                 ret = func(p, arg);
3505                 }
3506         }
3507         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
3508         return ret;
3509 }
3510
3511 /**
3512  * wake_up_process - Wake up a specific process
3513  * @p: The process to be woken up.
3514  *
3515  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
3516  * processes.
3517  *
3518  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
3519  *
3520  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
3521  */
3522 int wake_up_process(struct task_struct *p)
3523 {
3524         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
3525 }
3526 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
3527
3528 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
3529 {
3530         return try_to_wake_up(p, state, 0);
3531 }
3532
3533 /*
3534  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
3535  * p is forked by current.
3536  *
3537  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
3538  */
3539 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3540 {
3541         p->on_rq                        = 0;
3542
3543         p->se.on_rq                     = 0;
3544         p->se.exec_start                = 0;
3545         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
3546         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
3547         p->se.nr_migrations             = 0;
3548         p->se.vruntime                  = 0;
3549         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
3550
3551 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3552         p->se.cfs_rq                    = NULL;
3553 #endif
3554
3555 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3556         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
3557         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
3558 #endif
3559
3560         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
3561         init_dl_task_timer(&p->dl);
3562         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
3563         __dl_clear_params(p);
3564
3565         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
3566         p->rt.timeout           = 0;
3567         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
3568         p->rt.on_rq             = 0;
3569         p->rt.on_list           = 0;
3570
3571 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3572         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
3573 #endif
3574
3575 #ifdef CONFIG_COMPACTION
3576         p->capture_control = NULL;
3577 #endif
3578         init_numa_balancing(clone_flags, p);
3579 #ifdef CONFIG_SMP
3580         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
3581         p->migration_pending = NULL;
3582 #endif
3583 }
3584
3585 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
3586
3587 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3588
3589 void set_numabalancing_state(bool enabled)
3590 {
3591         if (enabled)
3592                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
3593         else
3594                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
3595 }
3596
3597 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3598 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
3599                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
3600 {
3601         struct ctl_table t;
3602         int err;
3603         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
3604
3605         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3606                 return -EPERM;
3607
3608         t = *table;
3609         t.data = &state;
3610         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3611         if (err < 0)
3612                 return err;
3613         if (write)
3614                 set_numabalancing_state(state);
3615         return err;
3616 }
3617 #endif
3618 #endif
3619
3620 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3621
3622 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
3623 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
3624
3625 static void set_schedstats(bool enabled)
3626 {
3627         if (enabled)
3628                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
3629         else
3630                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
3631 }
3632
3633 void force_schedstat_enabled(void)
3634 {
3635         if (!schedstat_enabled()) {
3636                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
3637                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
3638         }
3639 }
3640
3641 static int __init setup_schedstats(char *str)
3642 {
3643         int ret = 0;
3644         if (!str)
3645                 goto out;
3646
3647         /*
3648          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
3649          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
3650          * variable so init_schedstats() can do it later.
3651          */
3652         if (!strcmp(str, "enable")) {
3653                 __sched_schedstats = true;
3654                 ret = 1;
3655         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
3656                 __sched_schedstats = false;
3657                 ret = 1;
3658         }
3659 out:
3660         if (!ret)
3661                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
3662
3663         return ret;
3664 }
3665 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
3666
3667 static void __init init_schedstats(void)
3668 {
3669         set_schedstats(__sched_schedstats);
3670 }
3671
3672 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3673 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
3674                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
3675 {
3676         struct ctl_table t;
3677         int err;
3678         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
3679
3680         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3681                 return -EPERM;
3682
3683         t = *table;
3684         t.data = &state;
3685         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3686         if (err < 0)
3687                 return err;
3688         if (write)
3689                 set_schedstats(state);
3690         return err;
3691 }
3692 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
3693 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
3694 static inline void init_schedstats(void) {}
3695 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
3696
3697 /*
3698  * fork()/clone()-time setup:
3699  */
3700 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3701 {
3702         unsigned long flags;
3703
3704         __sched_fork(clone_flags, p);
3705         /*
3706          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
3707          * nobody will actually run it, and a signal or other external
3708          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
3709          */
3710         p->state = TASK_NEW;
3711
3712         /*
3713          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
3714          */
3715         p->prio = current->normal_prio;
3716
3717         uclamp_fork(p);
3718
3719         /*
3720          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
3721          */
3722         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
3723                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3724                         p->policy = SCHED_NORMAL;
3725                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3726                         p->rt_priority = 0;
3727                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
3728                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3729
3730                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
3731                 set_load_weight(p, false);
3732
3733                 /*
3734                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
3735                  * fulfilled its duty:
3736                  */
3737                 p->sched_reset_on_fork = 0;
3738         }
3739
3740         if (dl_prio(p->prio))
3741                 return -EAGAIN;
3742         else if (rt_prio(p->prio))
3743                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3744         else
3745                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3746
3747         init_entity_runnable_average(&p->se);
3748
3749         /*
3750          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
3751          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
3752          * is ran before sched_fork().
3753          *
3754          * Silence PROVE_RCU.
3755          */
3756         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3757         rseq_migrate(p);
3758         /*
3759          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
3760          * so use __set_task_cpu().
3761          */
3762         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
3763         if (p->sched_class->task_fork)
3764                 p->sched_class->task_fork(p);
3765         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3766
3767 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
3768         if (likely(sched_info_on()))
3769                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3770 #endif
3771 #if defined(CONFIG_SMP)
3772         p->on_cpu = 0;
3773 #endif
3774         init_task_preempt_count(p);
3775 #ifdef CONFIG_SMP
3776         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3777         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
3778 #endif
3779         return 0;
3780 }
3781
3782 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
3783 {
3784         uclamp_post_fork(p);
3785 }
3786
3787 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
3788 {
3789         if (runtime == RUNTIME_INF)
3790                 return BW_UNIT;
3791
3792         /*
3793          * Doing this here saves a lot of checks in all
3794          * the calling paths, and returning zero seems
3795          * safe for them anyway.
3796          */
3797         if (period == 0)
3798                 return 0;
3799
3800         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
3801 }
3802
3803 /*
3804  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3805  *
3806  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3807  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3808  * on the runqueue and wakes it.
3809  */
3810 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3811 {
3812         struct rq_flags rf;
3813         struct rq *rq;
3814
3815         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3816         p->state = TASK_RUNNING;
3817 #ifdef CONFIG_SMP
3818         /*
3819          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3820          *  - cpus_ptr can change in the fork path
3821          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
3822          *
3823          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
3824          * as we're not fully set-up yet.
3825          */
3826         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
3827         rseq_migrate(p);
3828         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
3829 #endif
3830         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3831         update_rq_clock(rq);
3832         post_init_entity_util_avg(p);
3833
3834         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
3835         trace_sched_wakeup_new(p);
3836         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3837 #ifdef CONFIG_SMP
3838         if (p->sched_class->task_woken) {
3839                 /*
3840                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
3841                  * drop it.
3842                  */
3843                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3844                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3845                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3846         }
3847 #endif
3848         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3849 }
3850
3851 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3852
3853 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3854
3855 void preempt_notifier_inc(void)
3856 {
3857         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3858 }
3859 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3860
3861 void preempt_notifier_dec(void)
3862 {
3863         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3864 }
3865 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3866
3867 /**
3868  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3869  * @notifier: notifier struct to register
3870  */
3871 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3872 {
3873         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3874                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3875
3876         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3877 }
3878 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3879
3880 /**
3881  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3882  * @notifier: notifier struct to unregister
3883  *
3884  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3885  */
3886 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3887 {
3888         hlist_del(&notifier->link);
3889 }
3890 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3891
3892 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3893 {
3894         struct preempt_notifier *notifier;
3895
3896         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3897                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3898 }
3899
3900 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3901 {
3902         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3903                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3904 }
3905
3906 static void
3907 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3908                                    struct task_struct *next)
3909 {
3910         struct preempt_notifier *notifier;
3911
3912         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3913                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3914 }
3915
3916 static __always_inline void
3917 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3918                                  struct task_struct *next)
3919 {
3920         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3921                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3922 }
3923
3924 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3925
3926 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3927 {
3928 }
3929
3930 static inline void
3931 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3932                                  struct task_struct *next)
3933 {
3934 }
3935
3936 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3937
3938 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3939 {
3940 #ifdef CONFIG_SMP
3941         /*
3942          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3943          * such that any running task will have this set.
3944          *
3945          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
3946          */
3947         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
3948 #endif
3949 }
3950
3951 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3952 {
3953 #ifdef CONFIG_SMP
3954         /*
3955          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
3956          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
3957          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3958          * finished.
3959          *
3960          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3961          * happen before this.
3962          *
3963          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3964          */
3965         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3966 #endif
3967 }
3968
3969 #ifdef CONFIG_SMP
3970
3971 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
3972 {
3973         void (*func)(struct rq *rq);
3974         struct callback_head *next;
3975
3976         lockdep_assert_held(&rq->lock);
3977
3978         while (head) {
3979                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3980                 next = head->next;
3981                 head->next = NULL;
3982                 head = next;
3983
3984                 func(rq);
3985         }
3986 }
3987
3988 static void balance_push(struct rq *rq);
3989
3990 struct callback_head balance_push_callback = {
3991         .next = NULL,
3992         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
3993 };
3994
3995 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
3996 {
3997         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
3998
3999         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4000         if (head)
4001                 rq->balance_callback = NULL;
4002
4003         return head;
4004 }
4005
4006 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4007 {
4008         do_balance_callbacks(rq, splice_balance_callbacks(rq));
4009 }
4010
4011 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4012 {
4013         unsigned long flags;
4014
4015         if (unlikely(head)) {
4016                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4017                 do_balance_callbacks(rq, head);
4018                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4019         }
4020 }
4021
4022 #else
4023
4024 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4025 {
4026 }
4027
4028 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4029 {
4030         return NULL;
4031 }
4032
4033 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4034 {
4035 }
4036
4037 #endif
4038
4039 static inline void
4040 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4041 {
4042         /*
4043          * Since the runqueue lock will be released by the next
4044          * task (which is an invalid locking op but in the case
4045          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4046          * do an early lockdep release here:
4047          */
4048         rq_unpin_lock(rq, rf);
4049         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
4050 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4051         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4052         rq->lock.owner = next;
4053 #endif
4054 }
4055
4056 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4057 {
4058         /*
4059          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4060          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4061          * prev into current:
4062          */
4063         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4064         __balance_callbacks(rq);
4065         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
4066 }
4067
4068 /*
4069  * NOP if the arch has not defined these:
4070  */
4071
4072 #ifndef prepare_arch_switch
4073 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4074 #endif
4075
4076 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4077 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4078 #endif
4079
4080 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4081 {
4082 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4083         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4084                 __kmap_local_sched_out();
4085 #endif
4086 }
4087
4088 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4089 {
4090 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4091         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4092                 __kmap_local_sched_in();
4093 #endif
4094 }
4095
4096 /**
4097  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4098  * @rq: the runqueue preparing to switch
4099  * @prev: the current task that is being switched out
4100  * @next: the task we are going to switch to.
4101  *
4102  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4103  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4104  * switch.
4105  *
4106  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4107  * hooks.
4108  */
4109 static inline void
4110 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4111                     struct task_struct *next)
4112 {
4113         kcov_prepare_switch(prev);
4114         sched_info_switch(rq, prev, next);
4115         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4116         rseq_preempt(prev);
4117         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4118         kmap_local_sched_out();
4119         prepare_task(next);
4120         prepare_arch_switch(next);
4121 }
4122
4123 /**
4124  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
4125  * @prev: the thread we just switched away from.
4126  *
4127  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
4128  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
4129  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
4130  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
4131  *
4132  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
4133  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
4134  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
4135  * details.)
4136  *
4137  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
4138  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
4139  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
4140  * because prev may have moved to another CPU.
4141  */
4142 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
4143         __releases(rq->lock)
4144 {
4145         struct rq *rq = this_rq();
4146         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
4147         long prev_state;
4148
4149         /*
4150          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
4151          * because it left us after:
4152          *
4153          *      schedule()
4154          *        preempt_disable();                    // 1
4155          *        __schedule()
4156          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
4157          *
4158          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
4159          */
4160         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
4161                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
4162                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
4163                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
4164
4165         rq->prev_mm = NULL;
4166
4167         /*
4168          * A task struct has one reference for the use as "current".
4169          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
4170          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
4171          * the scheduled task must drop that reference.
4172          *
4173          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
4174          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
4175          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
4176          * transition, resulting in a double drop.
4177          */
4178         prev_state = prev->state;
4179         vtime_task_switch(prev);
4180         perf_event_task_sched_in(prev, current);
4181         finish_task(prev);
4182         finish_lock_switch(rq);
4183         finish_arch_post_lock_switch();
4184         kcov_finish_switch(current);
4185         /*
4186          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
4187          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
4188          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
4189          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
4190          * disabled either.
4191          */
4192         kmap_local_sched_in();
4193
4194         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
4195         /*
4196          * When switching through a kernel thread, the loop in
4197          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
4198          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
4199          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
4200          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
4201          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
4202          *
4203          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
4204          *   provided by mmdrop(),
4205          * - a sync_core for SYNC_CORE.
4206          */
4207         if (mm) {
4208                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
4209                 mmdrop(mm);
4210         }
4211         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
4212                 if (prev->sched_class->task_dead)
4213                         prev->sched_class->task_dead(prev);
4214
4215                 /*
4216                  * Remove function-return probe instances associated with this
4217                  * task and put them back on the free list.
4218                  */
4219                 kprobe_flush_task(prev);
4220
4221                 /* Task is done with its stack. */
4222                 put_task_stack(prev);
4223
4224                 put_task_struct_rcu_user(prev);
4225         }
4226
4227         tick_nohz_task_switch();
4228         return rq;
4229 }
4230
4231 /**
4232  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
4233  * @prev: the thread we just switched away from.
4234  */
4235 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
4236         __releases(rq->lock)
4237 {
4238         struct rq *rq;
4239
4240         /*
4241          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
4242          * finish_task_switch() for details.
4243          *
4244          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
4245          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
4246          * PREEMPT_COUNT kernels).
4247          */
4248
4249         rq = finish_task_switch(prev);
4250         preempt_enable();
4251
4252         if (current->set_child_tid)
4253                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
4254
4255         calculate_sigpending();
4256 }
4257
4258 /*
4259  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
4260  */
4261 static __always_inline struct rq *
4262 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4263                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4264 {
4265         prepare_task_switch(rq, prev, next);
4266
4267         /*
4268          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
4269          * combine the page table reload and the switch backend into
4270          * one hypercall.
4271          */
4272         arch_start_context_switch(prev);
4273
4274         /*
4275          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
4276          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
4277          *
4278          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
4279          *   user ->   user   switch
4280          */
4281         if (!next->mm) {                                // to kernel
4282                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
4283
4284                 next->active_mm = prev->active_mm;
4285                 if (prev->mm)                           // from user
4286                         mmgrab(prev->active_mm);
4287                 else
4288                         prev->active_mm = NULL;
4289         } else {                                        // to user
4290                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
4291                 /*
4292                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
4293                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
4294                  *
4295                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
4296                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
4297                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
4298                  */
4299                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
4300
4301                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
4302                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
4303                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
4304                         prev->active_mm = NULL;
4305                 }
4306         }
4307
4308         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4309
4310         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
4311
4312         /* Here we just switch the register state and the stack. */
4313         switch_to(prev, next, prev);
4314         barrier();
4315
4316         return finish_task_switch(prev);
4317 }
4318
4319 /*
4320  * nr_running and nr_context_switches:
4321  *
4322  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
4323  * threads, total number of context switches performed since bootup.
4324  */
4325 unsigned long nr_running(void)
4326 {
4327         unsigned long i, sum = 0;
4328
4329         for_each_online_cpu(i)
4330                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
4331
4332         return sum;
4333 }
4334
4335 /*
4336  * Check if only the current task is running on the CPU.
4337  *
4338  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
4339  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
4340  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
4341  *
4342  * - from a non-preemptible section (of course)
4343  *
4344  * - from a thread that is bound to a single CPU
4345  *
4346  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
4347  */
4348 bool single_task_running(void)
4349 {
4350         return raw_rq()->nr_running == 1;
4351 }
4352 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
4353
4354 unsigned long long nr_context_switches(void)
4355 {
4356         int i;
4357         unsigned long long sum = 0;
4358
4359         for_each_possible_cpu(i)
4360                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
4361
4362         return sum;
4363 }
4364
4365 /*
4366  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
4367  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
4368  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
4369  * it does become runnable.
4370  */
4371
4372 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
4373 {
4374         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
4375 }
4376
4377 /*
4378  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
4379  *
4380  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
4381  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
4382  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
4383  *
4384  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
4385  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
4386  * running and we'd not be idle.
4387  *
4388  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
4389  * is broken.
4390  *
4391  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
4392  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
4393  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
4394  * utilising both CPUs.
4395  *
4396  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
4397  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
4398  *
4399  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
4400  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
4401  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
4402  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
4403  *
4404  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
4405  */
4406
4407 unsigned long nr_iowait(void)
4408 {
4409         unsigned long i, sum = 0;
4410
4411         for_each_possible_cpu(i)
4412                 sum += nr_iowait_cpu(i);
4413
4414         return sum;
4415 }
4416
4417 #ifdef CONFIG_SMP
4418
4419 /*
4420  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
4421  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
4422  */
4423 void sched_exec(void)
4424 {
4425         struct task_struct *p = current;
4426         unsigned long flags;
4427         int dest_cpu;
4428
4429         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4430         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
4431         if (dest_cpu == smp_processor_id())
4432                 goto unlock;
4433
4434         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
4435                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4436
4437                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4438                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
4439                 return;
4440         }
4441 unlock:
4442         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4443 }
4444
4445 #endif
4446
4447 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4448 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
4449
4450 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4451 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
4452
4453 /*
4454  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
4455  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
4456  * we observe a high rate of cache misses in practice.
4457  * Prefetching this data results in improved performance.
4458  */
4459 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
4460 {
4461 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4462         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
4463 #else
4464         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
4465 #endif
4466         prefetch(curr);
4467         prefetch(&curr->exec_start);
4468 }
4469
4470 /*
4471  * Return accounted runtime for the task.
4472  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4473  * pending runtime that have not been accounted yet.
4474  */
4475 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4476 {
4477         struct rq_flags rf;
4478         struct rq *rq;
4479         u64 ns;
4480
4481 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
4482         /*
4483          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
4484          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
4485          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
4486          *
4487          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
4488          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
4489          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
4490          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
4491          * been accounted, so we're correct here as well.
4492          */
4493         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
4494                 return p->se.sum_exec_runtime;
4495 #endif
4496
4497         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4498         /*
4499          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
4500          * project cycles that may never be accounted to this
4501          * thread, breaking clock_gettime().
4502          */
4503         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
4504                 prefetch_curr_exec_start(p);
4505                 update_rq_clock(rq);
4506                 p->sched_class->update_curr(rq);
4507         }
4508         ns = p->se.sum_exec_runtime;
4509         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4510
4511         return ns;
4512 }
4513
4514 /*
4515  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4516  * We call it with interrupts disabled.
4517  */
4518 void scheduler_tick(void)
4519 {
4520         int cpu = smp_processor_id();
4521         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4522         struct task_struct *curr = rq->curr;
4523         struct rq_flags rf;
4524         unsigned long thermal_pressure;
4525
4526         arch_scale_freq_tick();
4527         sched_clock_tick();
4528
4529         rq_lock(rq, &rf);
4530
4531         update_rq_clock(rq);
4532         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
4533         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
4534         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4535         calc_global_load_tick(rq);
4536         psi_task_tick(rq);
4537
4538         rq_unlock(rq, &rf);
4539
4540         perf_event_task_tick();
4541
4542 #ifdef CONFIG_SMP
4543         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4544         trigger_load_balance(rq);
4545 #endif
4546 }
4547
4548 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
4549
4550 struct tick_work {
4551         int                     cpu;
4552         atomic_t                state;
4553         struct delayed_work     work;
4554 };
4555 /* Values for ->state, see diagram below. */
4556 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
4557 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
4558 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
4559
4560 /*
4561  * State diagram for ->state:
4562  *
4563  *
4564  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
4565  *                    |   ^
4566  *                    |   |
4567  *                    |   | sched_tick_remote()
4568  *                    |   |
4569  *                    |   |
4570  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
4571  *                    |   ^
4572  *                    |   |
4573  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
4574  *                    |   |
4575  *                    V   |
4576  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
4577  *
4578  *
4579  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
4580  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
4581  */
4582
4583 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
4584
4585 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
4586 {
4587         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
4588         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
4589         int cpu = twork->cpu;
4590         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4591         struct task_struct *curr;
4592         struct rq_flags rf;
4593         u64 delta;
4594         int os;
4595
4596         /*
4597          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
4598          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
4599          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
4600          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
4601          * of when exactly it is running.
4602          */
4603         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
4604                 goto out_requeue;
4605
4606         rq_lock_irq(rq, &rf);
4607         curr = rq->curr;
4608         if (cpu_is_offline(cpu))
4609                 goto out_unlock;
4610
4611         update_rq_clock(rq);
4612
4613         if (!is_idle_task(curr)) {
4614                 /*
4615                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
4616                  * amount of time.
4617                  */
4618                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
4619                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
4620         }
4621         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4622
4623         calc_load_nohz_remote(rq);
4624 out_unlock:
4625         rq_unlock_irq(rq, &rf);
4626 out_requeue:
4627
4628         /*
4629          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
4630          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
4631          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
4632          * first update state to reflect hotplug activity if required.
4633          */
4634         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4635         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
4636         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
4637                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
4638 }
4639
4640 static void sched_tick_start(int cpu)
4641 {
4642         int os;
4643         struct tick_work *twork;
4644
4645         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
4646                 return;
4647
4648         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
4649
4650         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
4651         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4652         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4653         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
4654                 twork->cpu = cpu;
4655                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
4656                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
4657         }
4658 }
4659
4660 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4661 static void sched_tick_stop(int cpu)
4662 {
4663         struct tick_work *twork;
4664         int os;
4665
4666         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
4667                 return;
4668
4669         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
4670
4671         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
4672         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
4673         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
4674         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4675         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
4676 }
4677 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4678
4679 int __init sched_tick_offload_init(void)
4680 {
4681         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
4682         BUG_ON(!tick_work_cpu);
4683         return 0;
4684 }
4685
4686 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
4687 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
4688 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
4689 #endif
4690
4691 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4692                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
4693 /*
4694  * If the value passed in is equal to the current preempt count
4695  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
4696  */
4697 static inline void preempt_latency_start(int val)
4698 {
4699         if (preempt_count() == val) {
4700                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
4701 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4702                 current->preempt_disable_ip = ip;
4703 #endif
4704                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
4705         }
4706 }
4707
4708 void preempt_count_add(int val)
4709 {
4710 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4711         /*
4712          * Underflow?
4713          */
4714         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4715                 return;
4716 #endif
4717         __preempt_count_add(val);
4718 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4719         /*
4720          * Spinlock count overflowing soon?
4721          */
4722         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4723                                 PREEMPT_MASK - 10);
4724 #endif
4725         preempt_latency_start(val);
4726 }
4727 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
4728 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
4729
4730 /*
4731  * If the value passed in equals to the current preempt count
4732  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
4733  */
4734 static inline void preempt_latency_stop(int val)
4735 {
4736         if (preempt_count() == val)
4737                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
4738 }
4739
4740 void preempt_count_sub(int val)
4741 {
4742 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4743         /*
4744          * Underflow?
4745          */
4746         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4747                 return;
4748         /*
4749          * Is the spinlock portion underflowing?
4750          */
4751         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4752                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4753                 return;
4754 #endif
4755
4756         preempt_latency_stop(val);
4757         __preempt_count_sub(val);
4758 }
4759 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
4760 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
4761
4762 #else
4763 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
4764 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
4765 #endif
4766
4767 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
4768 {
4769 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4770         return p->preempt_disable_ip;
4771 #else
4772         return 0;
4773 #endif
4774 }
4775
4776 /*
4777  * Print scheduling while atomic bug:
4778  */
4779 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4780 {
4781         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
4782         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
4783
4784         if (oops_in_progress)
4785                 return;
4786
4787         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4788                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4789
4790         debug_show_held_locks(prev);
4791         print_modules();
4792         if (irqs_disabled())
4793                 print_irqtrace_events(prev);
4794         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
4795             && in_atomic_preempt_off()) {
4796                 pr_err("Preemption disabled at:");
4797                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
4798         }
4799         if (panic_on_warn)
4800                 panic("scheduling while atomic\n");
4801
4802         dump_stack();
4803         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
4804 }
4805
4806 /*
4807  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4808  */
4809 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
4810 {
4811 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
4812         if (task_stack_end_corrupted(prev))
4813                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
4814
4815         if (task_scs_end_corrupted(prev))
4816                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
4817 #endif
4818
4819 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
4820         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
4821                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
4822                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
4823                 dump_stack();
4824                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
4825         }
4826 #endif
4827
4828         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
4829                 __schedule_bug(prev);
4830                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
4831         }
4832         rcu_sleep_check();
4833         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
4834
4835         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4836
4837         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
4838 }
4839
4840 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4841                                   struct rq_flags *rf)
4842 {
4843 #ifdef CONFIG_SMP
4844         const struct sched_class *class;
4845         /*
4846          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
4847          * that when we release the rq->lock the task is in the same
4848          * state as before we took rq->lock.
4849          *
4850          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
4851          * a runnable task of @class priority or higher.
4852          */
4853         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
4854                 if (class->balance(rq, prev, rf))
4855                         break;
4856         }
4857 #endif
4858
4859         put_prev_task(rq, prev);
4860 }
4861
4862 /*
4863  * Pick up the highest-prio task:
4864  */
4865 static inline struct task_struct *
4866 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
4867 {
4868         const struct sched_class *class;
4869         struct task_struct *p;
4870
4871         /*
4872          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
4873          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
4874          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
4875          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
4876          */
4877         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
4878                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4879
4880                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
4881                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
4882                         goto restart;
4883
4884                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
4885                 if (!p) {
4886                         put_prev_task(rq, prev);
4887                         p = pick_next_task_idle(rq);
4888                 }
4889
4890                 return p;
4891         }
4892
4893 restart:
4894         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
4895
4896         for_each_class(class) {
4897                 p = class->pick_next_task(rq);
4898                 if (p)
4899                         return p;
4900         }
4901
4902         /* The idle class should always have a runnable task: */
4903         BUG();
4904 }
4905
4906 /*
4907  * __schedule() is the main scheduler function.
4908  *
4909  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4910  *
4911  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4912  *
4913  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4914  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4915  *
4916  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4917  *      interrupt handler scheduler_tick().
4918  *
4919  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
4920  *      task to the run-queue and that's it.
4921  *
4922  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
4923  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
4924  *      called on the nearest possible occasion:
4925  *
4926  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
4927  *
4928  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4929  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4930  *           spin_unlock()!)
4931  *
4932  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4933  *           preemptible context
4934  *
4935  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4936  *         then at the next:
4937  *
4938  *          - cond_resched() call
4939  *          - explicit schedule() call
4940  *          - return from syscall or exception to user-space
4941  *          - return from interrupt-handler to user-space
4942  *
4943  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4944  */
4945 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4946 {
4947         struct task_struct *prev, *next;
4948         unsigned long *switch_count;
4949         unsigned long prev_state;
4950         struct rq_flags rf;
4951         struct rq *rq;
4952         int cpu;
4953
4954         cpu = smp_processor_id();
4955         rq = cpu_rq(cpu);
4956         prev = rq->curr;
4957
4958         schedule_debug(prev, preempt);
4959
4960         if (sched_feat(HRTICK))
4961                 hrtick_clear(rq);
4962
4963         local_irq_disable();
4964         rcu_note_context_switch(preempt);
4965
4966         /*
4967          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4968          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4969          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
4970          *
4971          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
4972          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
4973          *                                        wake_up_state(p, state)
4974          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
4975          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
4976          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
4977          *
4978          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
4979          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4980          */
4981         rq_lock(rq, &rf);
4982         smp_mb__after_spinlock();
4983
4984         /* Promote REQ to ACT */
4985         rq->clock_update_flags <<= 1;
4986         update_rq_clock(rq);
4987
4988         switch_count = &prev->nivcsw;
4989
4990         /*
4991          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
4992          * that:
4993          *
4994          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
4995          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
4996          */
4997         prev_state = prev->state;
4998         if (!preempt && prev_state) {
4999                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
5000                         prev->state = TASK_RUNNING;
5001                 } else {
5002                         prev->sched_contributes_to_load =
5003                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
5004                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
5005                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
5006
5007                         if (prev->sched_contributes_to_load)
5008                                 rq->nr_uninterruptible++;
5009
5010                         /*
5011                          * __schedule()                 ttwu()
5012                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
5013                          *   if (prev_state)                goto out;
5014                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
5015                          *                                p->state = TASK_WAKING
5016                          *
5017                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
5018                          *
5019                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
5020                          */
5021                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
5022
5023                         if (prev->in_iowait) {
5024                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5025                                 delayacct_blkio_start();
5026                         }
5027                 }
5028                 switch_count = &prev->nvcsw;
5029         }
5030
5031         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
5032         clear_tsk_need_resched(prev);
5033         clear_preempt_need_resched();
5034
5035         if (likely(prev != next)) {
5036                 rq->nr_switches++;
5037                 /*
5038                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
5039                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
5040                  */
5041                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
5042                 /*
5043                  * The membarrier system call requires each architecture
5044                  * to have a full memory barrier after updating
5045                  * rq->curr, before returning to user-space.
5046                  *
5047                  * Here are the schemes providing that barrier on the
5048                  * various architectures:
5049                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
5050                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
5051                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
5052                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
5053                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
5054                  *   is a RELEASE barrier),
5055                  */
5056                 ++*switch_count;
5057
5058                 migrate_disable_switch(rq, prev);
5059                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
5060
5061                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
5062
5063                 /* Also unlocks the rq: */
5064                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
5065         } else {
5066                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5067
5068                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5069                 __balance_callbacks(rq);
5070                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5071         }
5072 }
5073
5074 void __noreturn do_task_dead(void)
5075 {
5076         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
5077         set_special_state(TASK_DEAD);
5078
5079         /* Tell freezer to ignore us: */
5080         current->flags |= PF_NOFREEZE;
5081
5082         __schedule(false);
5083         BUG();
5084
5085         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
5086         for (;;)
5087                 cpu_relax();
5088 }
5089
5090 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
5091 {
5092         unsigned int task_flags;
5093
5094         if (!tsk->state)
5095                 return;
5096
5097         task_flags = tsk->flags;
5098         /*
5099          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
5100          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
5101          * As this function is called inside the schedule() context,
5102          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
5103          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
5104          * requires it.
5105          */
5106         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
5107                 preempt_disable();
5108                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
5109                         wq_worker_sleeping(tsk);
5110                 else
5111                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
5112                 preempt_enable_no_resched();
5113         }
5114
5115         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
5116                 return;
5117
5118         /*
5119          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
5120          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
5121          */
5122         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
5123                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
5124 }
5125
5126 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
5127 {
5128         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
5129                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
5130                         wq_worker_running(tsk);
5131                 else
5132                         io_wq_worker_running(tsk);
5133         }
5134 }
5135
5136 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
5137 {
5138         struct task_struct *tsk = current;
5139
5140         sched_submit_work(tsk);
5141         do {
5142                 preempt_disable();
5143                 __schedule(false);
5144                 sched_preempt_enable_no_resched();
5145         } while (need_resched());
5146         sched_update_worker(tsk);
5147 }
5148 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5149
5150 /*
5151  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
5152  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
5153  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
5154  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
5155  * (schedule out non-voluntarily).
5156  *
5157  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
5158  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
5159  */
5160 void __sched schedule_idle(void)
5161 {
5162         /*
5163          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
5164          * regardless because that function is a nop when the task is in a
5165          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
5166          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
5167          * TASK_RUNNING state.
5168          */
5169         WARN_ON_ONCE(current->state);
5170         do {
5171                 __schedule(false);
5172         } while (need_resched());
5173 }
5174
5175 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_OFFSTACK)
5176 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
5177 {
5178         /*
5179          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
5180          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
5181          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
5182          * we find a better solution.
5183          *
5184          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
5185          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
5186          * too frequently to make sense yet.
5187          */
5188         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
5189         schedule();
5190         exception_exit(prev_state);
5191 }
5192 #endif
5193
5194 /**
5195  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
5196  *
5197  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
5198  */
5199 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
5200 {
5201         sched_preempt_enable_no_resched();
5202         schedule();
5203         preempt_disable();
5204 }
5205
5206 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
5207 {
5208         do {
5209                 /*
5210                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
5211                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
5212                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
5213                  * by the function tracer will call this function again and
5214                  * cause infinite recursion.
5215                  *
5216                  * Preemption must be disabled here before the function
5217                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
5218                  * calls. One to disable preemption without fear of being
5219                  * traced. The other to still record the preemption latency,
5220                  * which can also be traced by the function tracer.
5221                  */
5222                 preempt_disable_notrace();
5223                 preempt_latency_start(1);
5224                 __schedule(true);
5225                 preempt_latency_stop(1);
5226                 preempt_enable_no_resched_notrace();
5227
5228                 /*
5229                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5230                  * between schedule and now.
5231                  */
5232         } while (need_resched());
5233 }
5234
5235 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
5236 /*
5237  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5238  * off of preempt_enable.
5239  */
5240 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
5241 {
5242         /*
5243          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5244          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5245          */
5246         if (likely(!preemptible()))
5247                 return;
5248
5249         preempt_schedule_common();
5250 }
5251 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
5252 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5253
5254 /**
5255  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
5256  *
5257  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
5258  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
5259  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
5260  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
5261  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
5262  * to be called when the system is still in usermode.
5263  *
5264  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
5265  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
5266  * calling the scheduler.
5267  */
5268 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
5269 {
5270         enum ctx_state prev_ctx;
5271
5272         if (likely(!preemptible()))
5273                 return;
5274
5275         do {
5276                 /*
5277                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
5278                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
5279                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
5280                  * by the function tracer will call this function again and
5281                  * cause infinite recursion.
5282                  *
5283                  * Preemption must be disabled here before the function
5284                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
5285                  * calls. One to disable preemption without fear of being
5286                  * traced. The other to still record the preemption latency,
5287                  * which can also be traced by the function tracer.
5288                  */
5289                 preempt_disable_notrace();
5290                 preempt_latency_start(1);
5291                 /*
5292                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
5293                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
5294                  * an infinite recursion.
5295                  */
5296                 prev_ctx = exception_enter();
5297                 __schedule(true);
5298                 exception_exit(prev_ctx);
5299
5300                 preempt_latency_stop(1);
5301                 preempt_enable_no_resched_notrace();
5302         } while (need_resched());
5303 }
5304 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
5305
5306 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
5307
5308 /*
5309  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
5310  * off of irq context.
5311  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5312  * protect us against recursive calling from irq.
5313  */
5314 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
5315 {
5316         enum ctx_state prev_state;
5317
5318         /* Catch callers which need to be fixed */
5319         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
5320
5321         prev_state = exception_enter();
5322
5323         do {
5324                 preempt_disable();
5325                 local_irq_enable();
5326                 __schedule(true);
5327                 local_irq_disable();
5328                 sched_preempt_enable_no_resched();
5329         } while (need_resched());
5330
5331         exception_exit(prev_state);
5332 }
5333
5334 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5335                           void *key)
5336 {
5337         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
5338         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5339 }
5340 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5341
5342 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5343
5344 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
5345 {
5346         if (pi_task)
5347                 prio = min(prio, pi_task->prio);
5348
5349         return prio;
5350 }
5351
5352 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
5353 {
5354         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
5355
5356         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
5357 }
5358
5359 /*
5360  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5361  * @p: task to boost
5362  * @pi_task: donor task
5363  *
5364  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5365  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5366  *
5367  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
5368  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
5369  */
5370 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
5371 {
5372         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
5373                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
5374         const struct sched_class *prev_class;
5375         struct rq_flags rf;
5376         struct rq *rq;
5377
5378         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
5379         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
5380
5381         /*
5382          * If nothing changed; bail early.
5383          */
5384         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
5385                 return;
5386
5387         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
5388         update_rq_clock(rq);
5389         /*
5390          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
5391          * either lock.
5392          *
5393          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
5394          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
5395          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
5396          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
5397          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
5398          */
5399         p->pi_top_task = pi_task;
5400
5401         /*
5402          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
5403          */
5404         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
5405                 goto out_unlock;
5406
5407         /*
5408          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
5409          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
5410          *
5411          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
5412          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
5413          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
5414          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
5415          * with interrupts disabled and will complete the lock
5416          * protected section without being interrupted. So there is no
5417          * real need to boost.
5418          */
5419         if (unlikely(p == rq->idle)) {
5420                 WARN_ON(p != rq->curr);
5421                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
5422                 goto out_unlock;
5423         }
5424
5425         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
5426         oldprio = p->prio;
5427
5428         if (oldprio == prio)
5429                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
5430
5431         prev_class = p->sched_class;
5432         queued = task_on_rq_queued(p);
5433         running = task_current(rq, p);
5434         if (queued)
5435                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
5436         if (running)
5437                 put_prev_task(rq, p);
5438
5439         /*
5440          * Boosting condition are:
5441          * 1. -rt task is running and holds mutex A
5442          *      --> -dl task blocks on mutex A
5443          *
5444          * 2. -dl task is running and holds mutex A
5445          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
5446          *          running task
5447          */
5448         if (dl_prio(prio)) {
5449                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
5450                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
5451                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
5452                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
5453                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
5454                 } else {
5455                         p->dl.pi_se = &p->dl;
5456                 }
5457                 p->sched_class = &dl_sched_class;
5458         } else if (rt_prio(prio)) {
5459                 if (dl_prio(oldprio))
5460                         p->dl.pi_se = &p->dl;
5461                 if (oldprio < prio)
5462                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
5463                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5464         } else {
5465                 if (dl_prio(oldprio))
5466                         p->dl.pi_se = &p->dl;
5467                 if (rt_prio(oldprio))
5468                         p->rt.timeout = 0;
5469                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5470         }
5471
5472         p->prio = prio;
5473
5474         if (queued)
5475                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
5476         if (running)
5477                 set_next_task(rq, p);
5478
5479         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5480 out_unlock:
5481         /* Avoid rq from going away on us: */
5482         preempt_disable();
5483
5484         rq_unpin_lock(rq, &rf);
5485         __balance_callbacks(rq);
5486         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5487
5488         preempt_enable();
5489 }
5490 #else
5491 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
5492 {
5493         return prio;
5494 }
5495 #endif
5496
5497 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5498 {
5499         bool queued, running;
5500         int old_prio;
5501         struct rq_flags rf;
5502         struct rq *rq;
5503
5504         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
5505                 return;
5506         /*
5507          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5508          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5509          */
5510         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5511         update_rq_clock(rq);
5512
5513         /*
5514          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5515          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5516          * it won't have any effect on scheduling until the task is
5517          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
5518          */
5519         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
5520                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5521                 goto out_unlock;
5522         }
5523         queued = task_on_rq_queued(p);
5524         running = task_current(rq, p);
5525         if (queued)
5526                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
5527         if (running)
5528                 put_prev_task(rq, p);
5529
5530         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5531         set_load_weight(p, true);
5532         old_prio = p->prio;
5533         p->prio = effective_prio(p);
5534
5535         if (queued)
5536                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5537         if (running)
5538                 set_next_task(rq, p);
5539
5540         /*
5541          * If the task increased its priority or is running and
5542          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5543          */
5544         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
5545
5546 out_unlock:
5547         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5548 }
5549 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5550
5551 /*
5552  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5553  * @p: task
5554  * @nice: nice value
5555  */
5556 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5557 {
5558         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
5559         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
5560
5561         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
5562                 capable(CAP_SYS_NICE));
5563 }
5564
5565 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5566
5567 /*
5568  * sys_nice - change the priority of the current process.
5569  * @increment: priority increment
5570  *
5571  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5572  * does similar things.
5573  */
5574 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5575 {
5576         long nice, retval;
5577
5578         /*
5579          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5580          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5581          * and we have a single winner.
5582          */
5583         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
5584         nice = task_nice(current) + increment;
5585
5586         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5587         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5588                 return -EPERM;
5589
5590         retval = security_task_setnice(current, nice);
5591         if (retval)
5592                 return retval;
5593
5594         set_user_nice(current, nice);
5595         return 0;
5596 }
5597
5598 #endif
5599
5600 /**
5601  * task_prio - return the priority value of a given task.
5602  * @p: the task in question.
5603  *
5604  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
5605  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5606  * around 0, value goes from -16 to +15.
5607  */
5608 int task_prio(const struct task_struct *p)
5609 {
5610         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5611 }
5612
5613 /**
5614  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
5615  * @cpu: the processor in question.
5616  *
5617  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
5618  */
5619 int idle_cpu(int cpu)
5620 {
5621         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5622
5623         if (rq->curr != rq->idle)
5624                 return 0;
5625
5626         if (rq->nr_running)
5627                 return 0;
5628
5629 #ifdef CONFIG_SMP
5630         if (rq->ttwu_pending)
5631                 return 0;
5632 #endif
5633
5634         return 1;
5635 }
5636
5637 /**
5638  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
5639  * @cpu: the CPU in question.
5640  *
5641  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
5642  */
5643 int available_idle_cpu(int cpu)
5644 {
5645         if (!idle_cpu(cpu))
5646                 return 0;
5647
5648         if (vcpu_is_preempted(cpu))
5649                 return 0;
5650
5651         return 1;
5652 }
5653
5654 /**
5655  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
5656  * @cpu: the processor in question.
5657  *
5658  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
5659  */
5660 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5661 {
5662         return cpu_rq(cpu)->idle;
5663 }
5664
5665 /**
5666  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5667  * @pid: the pid in question.
5668  *
5669  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
5670  */
5671 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5672 {
5673         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5674 }
5675
5676 /*
5677  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
5678  * it calls know not to change it.
5679  */
5680 #define SETPARAM_POLICY -1
5681
5682 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
5683                 const struct sched_attr *attr)
5684 {
5685         int policy = attr->sched_policy;
5686
5687         if (policy == SETPARAM_POLICY)
5688                 policy = p->policy;
5689
5690         p->policy = policy;
5691
5692         if (dl_policy(policy))
5693                 __setparam_dl(p, attr);
5694         else if (fair_policy(policy))
5695                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
5696
5697         /*
5698          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
5699          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
5700          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
5701          */
5702         p->rt_priority = attr->sched_priority;
5703         p->normal_prio = normal_prio(p);
5704         set_load_weight(p, true);
5705 }
5706
5707 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
5708 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
5709                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
5710 {
5711         /*
5712          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
5713          * either.
5714          */
5715         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
5716                 return;
5717
5718         __setscheduler_params(p, attr);
5719
5720         /*
5721          * Keep a potential priority boosting if called from
5722          * sched_setscheduler().
5723          */
5724         p->prio = normal_prio(p);
5725         if (keep_boost)
5726                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
5727
5728         if (dl_prio(p->prio))
5729                 p->sched_class = &dl_sched_class;
5730         else if (rt_prio(p->prio))
5731                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5732         else
5733                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5734 }
5735
5736 /*
5737  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
5738  */
5739 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5740 {
5741         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5742         bool match;
5743
5744         rcu_read_lock();
5745         pcred = __task_cred(p);
5746         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
5747                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
5748         rcu_read_unlock();
5749         return match;
5750 }
5751
5752 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
5753                                 const struct sched_attr *attr,
5754                                 bool user, bool pi)
5755 {
5756         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
5757                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
5758         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
5759         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
5760         const struct sched_class *prev_class;
5761         struct callback_head *head;
5762         struct rq_flags rf;
5763         int reset_on_fork;
5764         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
5765         struct rq *rq;
5766
5767         /* The pi code expects interrupts enabled */
5768         BUG_ON(pi && in_interrupt());
5769 recheck:
5770         /* Double check policy once rq lock held: */
5771         if (policy < 0) {
5772                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
5773                 policy = oldpolicy = p->policy;
5774         } else {
5775                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
5776
5777                 if (!valid_policy(policy))
5778                         return -EINVAL;
5779         }
5780
5781         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
5782                 return -EINVAL;
5783
5784         /*
5785          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5786          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5787          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5788          */
5789         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5790             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5791                 return -EINVAL;
5792         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
5793             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
5794                 return -EINVAL;
5795
5796         /*
5797          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5798          */
5799         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5800                 if (fair_policy(policy)) {
5801                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
5802                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
5803                                 return -EPERM;
5804                 }
5805
5806                 if (rt_policy(policy)) {
5807                         unsigned long rlim_rtprio =
5808                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
5809
5810                         /* Can't set/change the rt policy: */
5811                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5812                                 return -EPERM;
5813
5814                         /* Can't increase priority: */
5815                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
5816                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
5817                                 return -EPERM;
5818                 }
5819
5820                  /*
5821                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
5822                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
5823                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
5824                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
5825                   */
5826                 if (dl_policy(policy))
5827                         return -EPERM;
5828
5829                 /*
5830                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
5831                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
5832                  */
5833                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
5834                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
5835                                 return -EPERM;
5836                 }
5837
5838                 /* Can't change other user's priorities: */
5839                 if (!check_same_owner(p))
5840                         return -EPERM;
5841
5842                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
5843                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
5844                         return -EPERM;
5845         }
5846
5847         if (user) {
5848                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
5849                         return -EINVAL;
5850
5851                 retval = security_task_setscheduler(p);
5852                 if (retval)
5853                         return retval;
5854         }
5855
5856         /* Update task specific "requested" clamps */
5857         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
5858                 retval = uclamp_validate(p, attr);
5859                 if (retval)
5860                         return retval;
5861         }
5862
5863         if (pi)
5864                 cpuset_read_lock();
5865
5866         /*
5867          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5868          * changing the priority of the task:
5869          *
5870          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
5871          * runqueue lock must be held.
5872          */
5873         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5874         update_rq_clock(rq);
5875
5876         /*
5877          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
5878          */
5879         if (p == rq->stop) {
5880                 retval = -EINVAL;
5881                 goto unlock;
5882         }
5883
5884         /*
5885          * If not changing anything there's no need to proceed further,
5886          * but store a possible modification of reset_on_fork.
5887          */
5888         if (unlikely(policy == p->policy)) {
5889                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
5890                         goto change;
5891                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
5892                         goto change;
5893                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
5894                         goto change;
5895                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
5896                         goto change;
5897
5898                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5899                 retval = 0;
5900                 goto unlock;
5901         }
5902 change:
5903
5904         if (user) {
5905 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5906                 /*
5907                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5908                  * assigned.
5909                  */
5910                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5911                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5912                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5913                         retval = -EPERM;
5914                         goto unlock;
5915                 }
5916 #endif
5917 #ifdef CONFIG_SMP
5918                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
5919                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
5920                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
5921
5922                         /*
5923                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
5924                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
5925                          * will also fail if there's no bandwidth available.
5926                          */
5927                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
5928                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
5929                                 retval = -EPERM;
5930                                 goto unlock;
5931                         }
5932                 }
5933 #endif
5934         }
5935
5936         /* Re-check policy now with rq lock held: */
5937         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5938                 policy = oldpolicy = -1;
5939                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5940                 if (pi)
5941                         cpuset_read_unlock();
5942                 goto recheck;
5943         }
5944
5945         /*
5946          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
5947          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
5948          * is available.
5949          */
5950         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
5951                 retval = -EBUSY;
5952                 goto unlock;
5953         }
5954
5955         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5956         oldprio = p->prio;
5957
5958         if (pi) {
5959                 /*
5960                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
5961                  * effective priority is unchanged, we just store the new
5962                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
5963                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
5964                  * itself.
5965                  */
5966                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
5967                 if (new_effective_prio == oldprio)
5968                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
5969         }
5970
5971         queued = task_on_rq_queued(p);
5972         running = task_current(rq, p);
5973         if (queued)
5974                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
5975         if (running)
5976                 put_prev_task(rq, p);
5977
5978         prev_class = p->sched_class;
5979
5980         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5981         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5982
5983         if (queued) {
5984                 /*
5985                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5986                  * increased (user space view).
5987                  */
5988                 if (oldprio < p->prio)
5989                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5990
5991                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5992         }
5993         if (running)
5994                 set_next_task(rq, p);
5995
5996         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5997
5998         /* Avoid rq from going away on us: */
5999         preempt_disable();
6000         head = splice_balance_callbacks(rq);
6001         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6002
6003         if (pi) {
6004                 cpuset_read_unlock();
6005                 rt_mutex_adjust_pi(p);
6006         }
6007
6008         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
6009         balance_callbacks(rq, head);
6010         preempt_enable();
6011
6012         return 0;
6013
6014 unlock:
6015         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6016         if (pi)
6017                 cpuset_read_unlock();
6018         return retval;
6019 }
6020
6021 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6022                                const struct sched_param *param, bool check)
6023 {
6024         struct sched_attr attr = {
6025                 .sched_policy   = policy,
6026                 .sched_priority = param->sched_priority,
6027                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
6028         };
6029
6030         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
6031         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
6032                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
6033                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6034                 attr.sched_policy = policy;
6035         }
6036
6037         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
6038 }
6039 /**
6040  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6041  * @p: the task in question.
6042  * @policy: new policy.
6043  * @param: structure containing the new RT priority.
6044  *
6045  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
6046  *
6047  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6048  *
6049  * NOTE that the task may be already dead.
6050  */
6051 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6052                        const struct sched_param *param)
6053 {
6054         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6055 }
6056
6057 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
6058 {
6059         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
6060 }
6061
6062 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
6063 {
6064         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
6065 }
6066
6067 /**
6068  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6069  * @p: the task in question.
6070  * @policy: new policy.
6071  * @param: structure containing the new RT priority.
6072  *
6073  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6074  * current context has permission.  For example, this is needed in
6075  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6076  * but our caller might not have that capability.
6077  *
6078  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6079  */
6080 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6081                                const struct sched_param *param)
6082 {
6083         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6084 }
6085
6086 /*
6087  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
6088  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
6089  * be doing.
6090  *
6091  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
6092  *
6093  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
6094  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
6095  * and smash them together and still expect them to work.
6096  *
6097  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
6098  *
6099  *   MAX_RT_PRIO / 2
6100  *
6101  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
6102  * know enough information to make a sensible choice.
6103  */
6104 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
6105 {
6106         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
6107         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
6108 }
6109 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
6110
6111 /*
6112  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
6113  */
6114 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
6115 {
6116         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
6117         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
6118 }
6119 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
6120
6121 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
6122 {
6123         struct sched_attr attr = {
6124                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6125                 .sched_nice = nice,
6126         };
6127         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
6128 }
6129 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
6130
6131 static int
6132 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6133 {
6134         struct sched_param lparam;
6135         struct task_struct *p;
6136         int retval;
6137
6138         if (!param || pid < 0)
6139                 return -EINVAL;
6140         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6141                 return -EFAULT;
6142
6143         rcu_read_lock();
6144         retval = -ESRCH;
6145         p = find_process_by_pid(pid);
6146         if (likely(p))
6147                 get_task_struct(p);
6148         rcu_read_unlock();
6149
6150         if (likely(p)) {
6151                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6152                 put_task_struct(p);
6153         }
6154
6155         return retval;
6156 }
6157
6158 /*
6159  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
6160  */
6161 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
6162 {
6163         u32 size;
6164         int ret;
6165
6166         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
6167         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
6168
6169         ret = get_user(size, &uattr->size);
6170         if (ret)
6171                 return ret;
6172
6173         /* ABI compatibility quirk: */
6174         if (!size)
6175                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
6176         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
6177                 goto err_size;
6178
6179         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
6180         if (ret) {
6181                 if (ret == -E2BIG)
6182                         goto err_size;
6183                 return ret;
6184         }
6185
6186         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
6187             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
6188                 return -EINVAL;
6189
6190         /*
6191          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
6192          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
6193          */
6194         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
6195
6196         return 0;
6197
6198 err_size:
6199         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
6200         return -E2BIG;
6201 }
6202
6203 /**
6204  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6205  * @pid: the pid in question.
6206  * @policy: new policy.
6207  * @param: structure containing the new RT priority.
6208  *
6209  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6210  */
6211 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
6212 {
6213         if (policy < 0)
6214                 return -EINVAL;
6215
6216         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6217 }
6218
6219 /**
6220  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6221  * @pid: the pid in question.
6222  * @param: structure containing the new RT priority.
6223  *
6224  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6225  */
6226 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6227 {
6228         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
6229 }
6230
6231 /**
6232  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
6233  * @pid: the pid in question.
6234  * @uattr: structure containing the extended parameters.
6235  * @flags: for future extension.
6236  */
6237 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
6238                                unsigned int, flags)
6239 {
6240         struct sched_attr attr;
6241         struct task_struct *p;
6242         int retval;
6243
6244         if (!uattr || pid < 0 || flags)
6245                 return -EINVAL;
6246
6247         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
6248         if (retval)
6249                 return retval;
6250
6251         if ((int)attr.sched_policy < 0)
6252                 return -EINVAL;
6253         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
6254                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
6255
6256         rcu_read_lock();
6257         retval = -ESRCH;
6258         p = find_process_by_pid(pid);
6259         if (likely(p))
6260                 get_task_struct(p);
6261         rcu_read_unlock();
6262
6263         if (likely(p)) {
6264                 retval = sched_setattr(p, &attr);
6265                 put_task_struct(p);
6266         }
6267
6268         return retval;
6269 }
6270
6271 /**
6272  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6273  * @pid: the pid in question.
6274  *
6275  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
6276  * code.
6277  */
6278 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6279 {
6280         struct task_struct *p;
6281         int retval;
6282
6283         if (pid < 0)
6284                 return -EINVAL;
6285
6286         retval = -ESRCH;
6287         rcu_read_lock();
6288         p = find_process_by_pid(pid);
6289         if (p) {
6290                 retval = security_task_getscheduler(p);
6291                 if (!retval)
6292                         retval = p->policy
6293                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6294         }
6295         rcu_read_unlock();
6296         return retval;
6297 }
6298
6299 /**
6300  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6301  * @pid: the pid in question.
6302  * @param: structure containing the RT priority.
6303  *
6304  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
6305  * code.
6306  */
6307 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6308 {
6309         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
6310         struct task_struct *p;
6311         int retval;
6312
6313         if (!param || pid < 0)
6314                 return -EINVAL;
6315
6316         rcu_read_lock();
6317         p = find_process_by_pid(pid);
6318         retval = -ESRCH;
6319         if (!p)
6320                 goto out_unlock;
6321
6322         retval = security_task_getscheduler(p);
6323         if (retval)
6324                 goto out_unlock;
6325
6326         if (task_has_rt_policy(p))
6327                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
6328         rcu_read_unlock();
6329
6330         /*
6331          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6332          */
6333         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6334
6335         return retval;
6336
6337 out_unlock:
6338         rcu_read_unlock();
6339         return retval;
6340 }
6341
6342 /*
6343  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
6344  * than what user-space knows about) to user-space.
6345  *
6346  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
6347  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
6348  * have the same size.
6349  */
6350 static int
6351 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
6352                         struct sched_attr *kattr,
6353                         unsigned int usize)
6354 {
6355         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
6356
6357         if (!access_ok(uattr, usize))
6358                 return -EFAULT;
6359
6360         /*
6361          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
6362          *
6363          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
6364          *
6365          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
6366          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
6367          *
6368          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
6369          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
6370          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
6371          * which is set to ksize in this case.
6372          */
6373         kattr->size = min(usize, ksize);
6374
6375         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
6376                 return -EFAULT;
6377
6378         return 0;
6379 }
6380
6381 /**
6382  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
6383  * @pid: the pid in question.
6384  * @uattr: structure containing the extended parameters.
6385  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
6386  * @flags: for future extension.
6387  */
6388 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
6389                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
6390 {
6391         struct sched_attr kattr = { };
6392         struct task_struct *p;
6393         int retval;
6394
6395         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
6396             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
6397                 return -EINVAL;
6398
6399         rcu_read_lock();
6400         p = find_process_by_pid(pid);
6401         retval = -ESRCH;
6402         if (!p)
6403                 goto out_unlock;
6404
6405         retval = security_task_getscheduler(p);
6406         if (retval)
6407                 goto out_unlock;
6408
6409         kattr.sched_policy = p->policy;
6410         if (p->sched_reset_on_fork)
6411                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
6412         if (task_has_dl_policy(p))
6413                 __getparam_dl(p, &kattr);
6414         else if (task_has_rt_policy(p))
6415                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
6416         else
6417                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
6418
6419 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
6420         /*
6421          * This could race with another potential updater, but this is fine
6422          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
6423          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
6424          */
6425         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
6426         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
6427 #endif
6428
6429         rcu_read_unlock();
6430
6431         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
6432
6433 out_unlock:
6434         rcu_read_unlock();
6435         return retval;
6436 }
6437
6438 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6439 {
6440         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6441         struct task_struct *p;
6442         int retval;
6443
6444         rcu_read_lock();
6445
6446         p = find_process_by_pid(pid);
6447         if (!p) {
6448                 rcu_read_unlock();
6449                 return -ESRCH;
6450         }
6451
6452         /* Prevent p going away */
6453         get_task_struct(p);
6454         rcu_read_unlock();
6455
6456         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6457                 retval = -EINVAL;
6458                 goto out_put_task;
6459         }
6460         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6461                 retval = -ENOMEM;
6462                 goto out_put_task;
6463         }
6464         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6465                 retval = -ENOMEM;
6466                 goto out_free_cpus_allowed;
6467         }
6468         retval = -EPERM;
6469         if (!check_same_owner(p)) {
6470                 rcu_read_lock();
6471                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
6472                         rcu_read_unlock();
6473                         goto out_free_new_mask;
6474                 }
6475                 rcu_read_unlock();
6476         }
6477
6478         retval = security_task_setscheduler(p);
6479         if (retval)
6480                 goto out_free_new_mask;
6481
6482
6483         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6484         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6485
6486         /*
6487          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
6488          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
6489          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
6490          * root_domain.
6491          */
6492 #ifdef CONFIG_SMP
6493         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
6494                 rcu_read_lock();
6495                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
6496                         retval = -EBUSY;
6497                         rcu_read_unlock();
6498                         goto out_free_new_mask;
6499                 }
6500                 rcu_read_unlock();
6501         }
6502 #endif
6503 again:
6504         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK);
6505
6506         if (!retval) {
6507                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6508                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6509                         /*
6510                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6511                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6512                          * cpuset's cpus_allowed
6513                          */
6514                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6515                         goto again;
6516                 }
6517         }
6518 out_free_new_mask:
6519         free_cpumask_var(new_mask);
6520 out_free_cpus_allowed:
6521         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6522 out_put_task:
6523         put_task_struct(p);
6524         return retval;
6525 }
6526
6527 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6528                              struct cpumask *new_mask)
6529 {
6530         if (len < cpumask_size())
6531                 cpumask_clear(new_mask);
6532         else if (len > cpumask_size())
6533                 len = cpumask_size();
6534
6535         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6536 }
6537
6538 /**
6539  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
6540  * @pid: pid of the process
6541  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6542  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
6543  *
6544  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6545  */
6546 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6547                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6548 {
6549         cpumask_var_t new_mask;
6550         int retval;
6551
6552         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6553                 return -ENOMEM;
6554
6555         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6556         if (retval == 0)
6557                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6558         free_cpumask_var(new_mask);
6559         return retval;
6560 }
6561
6562 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6563 {
6564         struct task_struct *p;
6565         unsigned long flags;
6566         int retval;
6567
6568         rcu_read_lock();
6569
6570         retval = -ESRCH;
6571         p = find_process_by_pid(pid);
6572         if (!p)
6573                 goto out_unlock;
6574
6575         retval = security_task_getscheduler(p);
6576         if (retval)
6577                 goto out_unlock;
6578
6579         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6580         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
6581         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6582
6583 out_unlock:
6584         rcu_read_unlock();
6585
6586         return retval;
6587 }
6588
6589 /**
6590  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
6591  * @pid: pid of the process
6592  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6593  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
6594  *
6595  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
6596  * error code otherwise.
6597  */
6598 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6599                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6600 {
6601         int ret;
6602         cpumask_var_t mask;
6603
6604         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
6605                 return -EINVAL;
6606         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
6607                 return -EINVAL;
6608
6609         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6610                 return -ENOMEM;
6611
6612         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6613         if (ret == 0) {
6614                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
6615
6616                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
6617                         ret = -EFAULT;
6618                 else
6619                         ret = retlen;
6620         }
6621         free_cpumask_var(mask);
6622
6623         return ret;
6624 }
6625
6626 static void do_sched_yield(void)
6627 {
6628         struct rq_flags rf;
6629         struct rq *rq;
6630
6631         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
6632
6633         schedstat_inc(rq->yld_count);
6634         current->sched_class->yield_task(rq);
6635
6636         preempt_disable();
6637         rq_unlock_irq(rq, &rf);
6638         sched_preempt_enable_no_resched();
6639
6640         schedule();
6641 }
6642
6643 /**
6644  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6645  *
6646  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6647  * other threads running on this CPU then this function will return.
6648  *
6649  * Return: 0.
6650  */
6651 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6652 {
6653         do_sched_yield();
6654         return 0;
6655 }
6656
6657 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
6658 int __sched _cond_resched(void)
6659 {
6660         if (should_resched(0)) {
6661                 preempt_schedule_common();
6662                 return 1;
6663         }
6664         rcu_all_qs();
6665         return 0;
6666 }
6667 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6668 #endif
6669
6670 /*
6671  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6672  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6673  *
6674  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
6675  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6676  * spin_unlock(), once by hand).
6677  */
6678 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6679 {
6680         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
6681         int ret = 0;
6682
6683         lockdep_assert_held(lock);
6684
6685         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6686                 spin_unlock(lock);
6687                 if (resched)
6688                         preempt_schedule_common();
6689                 else
6690                         cpu_relax();
6691                 ret = 1;
6692                 spin_lock(lock);
6693         }
6694         return ret;
6695 }
6696 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6697
6698 /**
6699  * yield - yield the current processor to other threads.
6700  *
6701  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
6702  *
6703  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
6704  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
6705  * it, it's already broken.
6706  *
6707  * Typical broken usage is:
6708  *
6709  * while (!event)
6710  *      yield();
6711  *
6712  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
6713  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
6714  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
6715  *
6716  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
6717  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
6718  * If you still want to use yield(), do not!
6719  */
6720 void __sched yield(void)
6721 {
6722         set_current_state(TASK_RUNNING);
6723         do_sched_yield();
6724 }
6725 EXPORT_SYMBOL(yield);
6726
6727 /**
6728  * yield_to - yield the current processor to another thread in
6729  * your thread group, or accelerate that thread toward the
6730  * processor it's on.
6731  * @p: target task
6732  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
6733  *
6734  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
6735  * can't go away on us before we can do any checks.
6736  *
6737  * Return:
6738  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
6739  *      false (0) if we failed to boost the target.
6740  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
6741  */
6742 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
6743 {
6744         struct task_struct *curr = current;
6745         struct rq *rq, *p_rq;
6746         unsigned long flags;
6747         int yielded = 0;
6748
6749         local_irq_save(flags);
6750         rq = this_rq();
6751
6752 again:
6753         p_rq = task_rq(p);
6754         /*
6755          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
6756          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
6757          */
6758         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
6759                 yielded = -ESRCH;
6760                 goto out_irq;
6761         }
6762
6763         double_rq_lock(rq, p_rq);
6764         if (task_rq(p) != p_rq) {
6765                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
6766                 goto again;
6767         }
6768
6769         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
6770                 goto out_unlock;
6771
6772         if (curr->sched_class != p->sched_class)
6773                 goto out_unlock;
6774
6775         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
6776                 goto out_unlock;
6777
6778         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
6779         if (yielded) {
6780                 schedstat_inc(rq->yld_count);
6781                 /*
6782                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
6783                  * fairness.
6784                  */
6785                 if (preempt && rq != p_rq)
6786                         resched_curr(p_rq);
6787         }
6788
6789 out_unlock:
6790         double_rq_unlock(rq, p_rq);
6791 out_irq:
6792         local_irq_restore(flags);
6793
6794         if (yielded > 0)
6795                 schedule();
6796
6797         return yielded;
6798 }
6799 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
6800
6801 int io_schedule_prepare(void)
6802 {
6803         int old_iowait = current->in_iowait;
6804
6805         current->in_iowait = 1;
6806         blk_schedule_flush_plug(current);
6807
6808         return old_iowait;
6809 }
6810
6811 void io_schedule_finish(int token)
6812 {
6813         current->in_iowait = token;
6814 }
6815
6816 /*
6817  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6818  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6819  */
6820 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6821 {
6822         int token;
6823         long ret;
6824
6825         token = io_schedule_prepare();
6826         ret = schedule_timeout(timeout);
6827         io_schedule_finish(token);
6828
6829         return ret;
6830 }
6831 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
6832
6833 void __sched io_schedule(void)
6834 {
6835         int token;
6836
6837         token = io_schedule_prepare();
6838         schedule();
6839         io_schedule_finish(token);
6840 }
6841 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6842
6843 /**
6844  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6845  * @policy: scheduling class.
6846  *
6847  * Return: On success, this syscall returns the maximum
6848  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
6849  * On failure, a negative error code is returned.
6850  */
6851 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6852 {
6853         int ret = -EINVAL;
6854
6855         switch (policy) {
6856         case SCHED_FIFO:
6857         case SCHED_RR:
6858                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6859                 break;
6860         case SCHED_DEADLINE:
6861         case SCHED_NORMAL:
6862         case SCHED_BATCH:
6863         case SCHED_IDLE:
6864                 ret = 0;
6865                 break;
6866         }
6867         return ret;
6868 }
6869
6870 /**
6871  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6872  * @policy: scheduling class.
6873  *
6874  * Return: On success, this syscall returns the minimum
6875  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
6876  * On failure, a negative error code is returned.
6877  */
6878 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6879 {
6880         int ret = -EINVAL;
6881
6882         switch (policy) {
6883         case SCHED_FIFO:
6884         case SCHED_RR:
6885                 ret = 1;
6886                 break;
6887         case SCHED_DEADLINE:
6888         case SCHED_NORMAL:
6889         case SCHED_BATCH:
6890         case SCHED_IDLE:
6891                 ret = 0;
6892         }
6893         return ret;
6894 }
6895
6896 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
6897 {
6898         struct task_struct *p;
6899         unsigned int time_slice;
6900         struct rq_flags rf;
6901         struct rq *rq;
6902         int retval;
6903
6904         if (pid < 0)
6905                 return -EINVAL;
6906
6907         retval = -ESRCH;
6908         rcu_read_lock();
6909         p = find_process_by_pid(pid);
6910         if (!p)
6911                 goto out_unlock;
6912
6913         retval = security_task_getscheduler(p);
6914         if (retval)
6915                 goto out_unlock;
6916
6917         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6918         time_slice = 0;
6919         if (p->sched_class->get_rr_interval)
6920                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6921         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6922
6923         rcu_read_unlock();
6924         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
6925         return 0;
6926
6927 out_unlock:
6928         rcu_read_unlock();
6929         return retval;
6930 }
6931
6932 /**
6933  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6934  * @pid: pid of the process.
6935  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6936  *
6937  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6938  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6939  *
6940  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
6941  * an error code.
6942  */
6943 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6944                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
6945 {
6946         struct timespec64 t;
6947         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6948
6949         if (retval == 0)
6950                 retval = put_timespec64(&t, interval);
6951
6952         return retval;
6953 }
6954
6955 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
6956 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
6957                 struct old_timespec32 __user *, interval)
6958 {
6959         struct timespec64 t;
6960         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6961
6962         if (retval == 0)
6963                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
6964         return retval;
6965 }
6966 #endif
6967
6968 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6969 {
6970         unsigned long free = 0;
6971         int ppid;
6972
6973         if (!try_get_task_stack(p))
6974                 return;
6975
6976         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
6977
6978         if (p->state == TASK_RUNNING)
6979                 pr_cont("  running task    ");
6980 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6981         free = stack_not_used(p);
6982 #endif
6983         ppid = 0;
6984         rcu_read_lock();
6985         if (pid_alive(p))
6986                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
6987         rcu_read_unlock();
6988         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
6989                 free, task_pid_nr(p), ppid,
6990                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6991
6992         print_worker_info(KERN_INFO, p);
6993         print_stop_info(KERN_INFO, p);
6994         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
6995         put_task_stack(p);
6996 }
6997 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
6998
6999 static inline bool
7000 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
7001 {
7002         /* no filter, everything matches */
7003         if (!state_filter)
7004                 return true;
7005
7006         /* filter, but doesn't match */
7007         if (!(p->state & state_filter))
7008                 return false;
7009
7010         /*
7011          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
7012          * TASK_KILLABLE).
7013          */
7014         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
7015                 return false;
7016
7017         return true;
7018 }
7019
7020
7021 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
7022 {
7023         struct task_struct *g, *p;
7024
7025         rcu_read_lock();
7026         for_each_process_thread(g, p) {
7027                 /*
7028                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
7029                  * console might take a lot of time:
7030                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
7031                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
7032                  * an IPI.
7033                  */
7034                 touch_nmi_watchdog();
7035                 touch_all_softlockup_watchdogs();
7036                 if (state_filter_match(state_filter, p))
7037                         sched_show_task(p);
7038         }
7039
7040 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7041         if (!state_filter)
7042                 sysrq_sched_debug_show();
7043 #endif
7044         rcu_read_unlock();
7045         /*
7046          * Only show locks if all tasks are dumped:
7047          */
7048         if (!state_filter)
7049                 debug_show_all_locks();
7050 }
7051
7052 /**
7053  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
7054  * @idle: task in question
7055  * @cpu: CPU the idle task belongs to
7056  *
7057  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
7058  * flag, to make booting more robust.
7059  */
7060 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
7061 {
7062         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7063         unsigned long flags;
7064
7065         __sched_fork(0, idle);
7066
7067         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
7068         raw_spin_lock(&rq->lock);
7069
7070         idle->state = TASK_RUNNING;
7071         idle->se.exec_start = sched_clock();
7072         idle->flags |= PF_IDLE;
7073
7074         scs_task_reset(idle);
7075         kasan_unpoison_task_stack(idle);
7076
7077 #ifdef CONFIG_SMP
7078         /*
7079          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
7080          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
7081          *
7082          * And since this is boot we can forgo the serialization.
7083          */
7084         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
7085 #endif
7086         /*
7087          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
7088          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
7089          * lockdep check in task_group() will fail.
7090          *
7091          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
7092          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
7093          *
7094          * Silence PROVE_RCU
7095          */
7096         rcu_read_lock();
7097         __set_task_cpu(idle, cpu);
7098         rcu_read_unlock();
7099
7100         rq->idle = idle;
7101         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
7102         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
7103 #ifdef CONFIG_SMP
7104         idle->on_cpu = 1;
7105 #endif
7106         raw_spin_unlock(&rq->lock);
7107         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
7108
7109         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
7110         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
7111
7112         /*
7113          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
7114          */
7115         idle->sched_class = &idle_sched_class;
7116         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
7117         vtime_init_idle(idle, cpu);
7118 #ifdef CONFIG_SMP
7119         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
7120 #endif
7121 }
7122
7123 #ifdef CONFIG_SMP
7124
7125 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
7126                               const struct cpumask *trial)
7127 {
7128         int ret = 1;
7129
7130         if (!cpumask_weight(cur))
7131                 return ret;
7132
7133         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
7134
7135         return ret;
7136 }
7137
7138 int task_can_attach(struct task_struct *p,
7139                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
7140 {
7141         int ret = 0;
7142
7143         /*
7144          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
7145          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
7146          * affinity and isolating such threads by their set of
7147          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
7148          * applicable for such threads.  This prevents checking for
7149          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
7150          * before cpus_mask may be changed.
7151          */
7152         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
7153                 ret = -EINVAL;
7154                 goto out;
7155         }
7156
7157         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
7158                                               cs_cpus_allowed))
7159                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
7160
7161 out:
7162         return ret;
7163 }
7164
7165 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
7166
7167 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7168 /* Migrate current task p to target_cpu */
7169 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
7170 {
7171         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
7172         int curr_cpu = task_cpu(p);
7173
7174         if (curr_cpu == target_cpu)
7175                 return 0;
7176
7177         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
7178                 return -EINVAL;
7179
7180         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
7181
7182         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
7183         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
7184 }
7185
7186 /*
7187  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
7188  * tasks on the runqueues
7189  */
7190 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
7191 {
7192         bool queued, running;
7193         struct rq_flags rf;
7194         struct rq *rq;
7195
7196         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7197         queued = task_on_rq_queued(p);
7198         running = task_current(rq, p);
7199
7200         if (queued)
7201                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
7202         if (running)
7203                 put_prev_task(rq, p);
7204
7205         p->numa_preferred_nid = nid;
7206
7207         if (queued)
7208                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
7209         if (running)
7210                 set_next_task(rq, p);
7211         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7212 }
7213 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7214
7215 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7216 /*
7217  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
7218  * offline.
7219  */
7220 void idle_task_exit(void)
7221 {
7222         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
7223
7224         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
7225         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
7226
7227         if (mm != &init_mm) {
7228                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
7229                 finish_arch_post_lock_switch();
7230         }
7231
7232         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
7233 }
7234
7235 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
7236 {
7237         struct task_struct *p = arg;
7238         struct rq *rq = this_rq();
7239         struct rq_flags rf;
7240         int cpu;
7241
7242         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
7243         rq_lock(rq, &rf);
7244
7245         update_rq_clock(rq);
7246
7247         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
7248                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
7249                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
7250         }
7251
7252         rq_unlock(rq, &rf);
7253         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
7254
7255         put_task_struct(p);
7256
7257         return 0;
7258 }
7259
7260 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
7261
7262 /*
7263  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
7264  */
7265 static void balance_push(struct rq *rq)
7266 {
7267         struct task_struct *push_task = rq->curr;
7268
7269         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7270         SCHED_WARN_ON(rq->cpu != smp_processor_id());
7271         /*
7272          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
7273          */
7274         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
7275
7276         /*
7277          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
7278          * required to complete the hotplug process.
7279          */
7280         if (is_per_cpu_kthread(push_task) || is_migration_disabled(push_task)) {
7281                 /*
7282                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
7283                  * up the hotplug control thread which might wait for the
7284                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
7285                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
7286                  * and can't obviously be running in parallel.
7287                  *
7288                  * On RT kernels this also has to check whether there are
7289                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
7290                  * need to leave the migrate disabled section first.
7291                  */
7292                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
7293                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
7294                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
7295                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
7296                         raw_spin_lock(&rq->lock);
7297                 }
7298                 return;
7299         }
7300
7301         get_task_struct(push_task);
7302         /*
7303          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
7304          * Both preemption and IRQs are still disabled.
7305          */
7306         raw_spin_unlock(&rq->lock);
7307         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
7308                             this_cpu_ptr(&push_work));
7309         /*
7310          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
7311          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
7312          * which is_per_cpu_kthread() and will push this task away.
7313          */
7314         raw_spin_lock(&rq->lock);
7315 }
7316
7317 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
7318 {
7319         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7320         struct rq_flags rf;
7321
7322         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7323         if (on)
7324                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
7325         else
7326                 rq->balance_callback = NULL;
7327         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7328 }
7329
7330 /*
7331  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
7332  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
7333  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
7334  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
7335  */
7336 static void balance_hotplug_wait(void)
7337 {
7338         struct rq *rq = this_rq();
7339
7340         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
7341                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
7342                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
7343 }
7344
7345 #else
7346
7347 static inline void balance_push(struct rq *rq)
7348 {
7349 }
7350
7351 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
7352 {
7353 }
7354
7355 static inline void balance_hotplug_wait(void)
7356 {
7357 }
7358
7359 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
7360
7361 void set_rq_online(struct rq *rq)
7362 {
7363         if (!rq->online) {
7364                 const struct sched_class *class;
7365
7366                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
7367                 rq->online = 1;
7368
7369                 for_each_class(class) {
7370                         if (class->rq_online)
7371                                 class->rq_online(rq);
7372                 }
7373         }
7374 }
7375
7376 void set_rq_offline(struct rq *rq)
7377 {
7378         if (rq->online) {
7379                 const struct sched_class *class;
7380
7381                 for_each_class(class) {
7382                         if (class->rq_offline)
7383                                 class->rq_offline(rq);
7384                 }
7385
7386                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
7387                 rq->online = 0;
7388         }
7389 }
7390
7391 /*
7392  * used to mark begin/end of suspend/resume:
7393  */
7394 static int num_cpus_frozen;
7395
7396 /*
7397  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7398  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7399  * around partition_sched_domains().
7400  *
7401  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7402  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7403  */
7404 static void cpuset_cpu_active(void)
7405 {
7406         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7407                 /*
7408                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7409                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7410                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7411                  * domain, ignoring cpusets.
7412                  */
7413                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7414                 if (--num_cpus_frozen)
7415                         return;
7416                 /*
7417                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7418                  * restore the original sched domains by considering the
7419                  * cpuset configurations.
7420                  */
7421                 cpuset_force_rebuild();
7422         }
7423         cpuset_update_active_cpus();
7424 }
7425
7426 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7427 {
7428         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7429                 if (dl_cpu_busy(cpu))
7430                         return -EBUSY;
7431                 cpuset_update_active_cpus();
7432         } else {
7433                 num_cpus_frozen++;
7434                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7435         }
7436         return 0;
7437 }
7438
7439 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7440 {
7441         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7442         struct rq_flags rf;
7443
7444         balance_push_set(cpu, false);
7445
7446 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7447         /*
7448          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
7449          */
7450         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
7451                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
7452 #endif
7453         set_cpu_active(cpu, true);
7454
7455         if (sched_smp_initialized) {
7456                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7457                 cpuset_cpu_active();
7458         }
7459
7460         /*
7461          * Put the rq online, if not already. This happens:
7462          *
7463          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7464          *    after all CPUs have been brought up.
7465          *
7466          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7467          *    domains.
7468          */
7469         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7470         if (rq->rd) {
7471                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7472                 set_rq_online(rq);
7473         }
7474         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7475
7476         return 0;
7477 }
7478
7479 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7480 {
7481         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7482         struct rq_flags rf;
7483         int ret;
7484
7485         set_cpu_active(cpu, false);
7486         /*
7487          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
7488          * users of this state to go away such that all new such users will
7489          * observe it.
7490          *
7491          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7492          */
7493         synchronize_rcu();
7494
7495         balance_push_set(cpu, true);
7496
7497         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7498         if (rq->rd) {
7499                 update_rq_clock(rq);
7500                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7501                 set_rq_offline(rq);
7502         }
7503         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7504
7505 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7506         /*
7507          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
7508          */
7509         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
7510                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
7511 #endif
7512
7513         if (!sched_smp_initialized)
7514                 return 0;
7515
7516         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7517         if (ret) {
7518                 balance_push_set(cpu, false);
7519                 set_cpu_active(cpu, true);
7520                 return ret;
7521         }
7522         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7523         return 0;
7524 }
7525
7526 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7527 {
7528         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7529
7530         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7531         update_max_interval();
7532 }
7533
7534 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7535 {
7536         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7537         sched_tick_start(cpu);
7538         return 0;
7539 }
7540
7541 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7542
7543 /*
7544  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
7545  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
7546  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
7547  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
7548  * any of those which might be on the way out are gone.
7549  *
7550  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
7551  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
7552  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
7553  */
7554 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
7555 {
7556         balance_hotplug_wait();
7557         return 0;
7558 }
7559
7560 /*
7561  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
7562  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
7563  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
7564  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
7565  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
7566  *
7567  * Also see the comment "Global load-average calculations".
7568  */
7569 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
7570 {
7571         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
7572
7573         if (delta)
7574                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
7575 }
7576
7577 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
7578 {
7579         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7580         struct rq_flags rf;
7581
7582         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
7583         sched_tick_stop(cpu);
7584
7585         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7586         BUG_ON(rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq));
7587         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7588
7589         calc_load_migrate(rq);
7590         update_max_interval();
7591         nohz_balance_exit_idle(rq);
7592         hrtick_clear(rq);
7593         return 0;
7594 }
7595 #endif
7596
7597 void __init sched_init_smp(void)
7598 {
7599         sched_init_numa();
7600
7601         /*
7602          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7603          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7604          * happen.
7605          */
7606         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7607         sched_init_domains(cpu_active_mask);
7608         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7609
7610         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7611         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
7612                 BUG();
7613         sched_init_granularity();
7614
7615         init_sched_rt_class();
7616         init_sched_dl_class();
7617
7618         sched_smp_initialized = true;
7619 }
7620
7621 static int __init migration_init(void)
7622 {
7623         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
7624         return 0;
7625 }
7626 early_initcall(migration_init);
7627
7628 #else
7629 void __init sched_init_smp(void)
7630 {
7631         sched_init_granularity();
7632 }
7633 #endif /* CONFIG_SMP */
7634
7635 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7636 {
7637         return in_lock_functions(addr) ||
7638                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7639                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7640 }
7641
7642 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7643 /*
7644  * Default task group.
7645  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7646  */
7647 struct task_group root_task_group;
7648 LIST_HEAD(task_groups);
7649
7650 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7651 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7652 #endif
7653
7654 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7655 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
7656
7657 void __init sched_init(void)
7658 {
7659         unsigned long ptr = 0;
7660         int i;
7661
7662         /* Make sure the linker didn't screw up */
7663         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
7664                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
7665                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
7666 #ifdef CONFIG_SMP
7667         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
7668 #endif
7669
7670         wait_bit_init();
7671
7672 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7673         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7674 #endif
7675 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7676         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7677 #endif
7678         if (ptr) {
7679                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
7680
7681 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7682                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7683                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7684
7685                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7686                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7687
7688                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7689                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7690 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7691 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7692                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7693                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7694
7695                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7696                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7697
7698 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7699         }
7700 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7701         for_each_possible_cpu(i) {
7702                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7703                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7704                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7705                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7706         }
7707 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7708
7709         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
7710         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
7711
7712 #ifdef CONFIG_SMP
7713         init_defrootdomain();
7714 #endif
7715
7716 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7717         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7718                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7719 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7720
7721 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7722         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7723
7724         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7725         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7726         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7727         autogroup_init(&init_task);
7728 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7729
7730         for_each_possible_cpu(i) {
7731                 struct rq *rq;
7732
7733                 rq = cpu_rq(i);
7734                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7735                 rq->nr_running = 0;
7736                 rq->calc_load_active = 0;
7737                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7738                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7739                 init_rt_rq(&rq->rt);
7740                 init_dl_rq(&rq->dl);
7741 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7742                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7743                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
7744                 /*
7745                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
7746                  *
7747                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7748                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
7749                  * system CPU resource is divided among the tasks of
7750                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7751                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7752                  * (se->load.weight).
7753                  *
7754                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7755                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7756                  * then A0's share of the CPU resource is:
7757                  *
7758                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7759                  *
7760                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7761                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7762                  */
7763                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7764 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7765
7766                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7767 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7768                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7769 #endif
7770 #ifdef CONFIG_SMP
7771                 rq->sd = NULL;
7772                 rq->rd = NULL;
7773                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7774                 rq->balance_callback = NULL;
7775                 rq->active_balance = 0;
7776                 rq->next_balance = jiffies;
7777                 rq->push_cpu = 0;
7778                 rq->cpu = i;
7779                 rq->online = 0;
7780                 rq->idle_stamp = 0;
7781                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7782                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7783
7784                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7785
7786                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7787 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7788                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7789                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
7790
7791                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
7792 #endif
7793 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7794                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
7795 #endif
7796 #endif /* CONFIG_SMP */
7797                 hrtick_rq_init(rq);
7798                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7799         }
7800
7801         set_load_weight(&init_task, false);
7802
7803         /*
7804          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7805          */
7806         mmgrab(&init_mm);
7807         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7808
7809         /*
7810          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7811          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7812          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7813          * when this runqueue becomes "idle".
7814          */
7815         init_idle(current, smp_processor_id());
7816
7817         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7818
7819 #ifdef CONFIG_SMP
7820         idle_thread_set_boot_cpu();
7821 #endif
7822         init_sched_fair_class();
7823
7824         init_schedstats();
7825
7826         psi_init();
7827
7828         init_uclamp();
7829
7830         scheduler_running = 1;
7831 }
7832
7833 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7834 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7835 {
7836         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7837
7838         return (nested == preempt_offset);
7839 }
7840
7841 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7842 {
7843         /*
7844          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7845          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7846          * otherwise we will destroy state.
7847          */
7848         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7849                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7850                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7851                         current->state,
7852                         (void *)current->task_state_change,
7853                         (void *)current->task_state_change);
7854
7855         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7856 }
7857 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7858
7859 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7860 {
7861         /* Ratelimiting timestamp: */
7862         static unsigned long prev_jiffy;
7863
7864         unsigned long preempt_disable_ip;
7865
7866         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
7867         rcu_sleep_check();
7868
7869         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7870              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
7871             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
7872             oops_in_progress)
7873                 return;
7874
7875         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7876                 return;
7877         prev_jiffy = jiffies;
7878
7879         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
7880         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7881
7882         printk(KERN_ERR
7883                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7884                         file, line);
7885         printk(KERN_ERR
7886                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
7887                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
7888                         current->pid, current->comm);
7889
7890         if (task_stack_end_corrupted(current))
7891                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7892
7893         debug_show_held_locks(current);
7894         if (irqs_disabled())
7895                 print_irqtrace_events(current);
7896         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7897             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7898                 pr_err("Preemption disabled at:");
7899                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
7900         }
7901         dump_stack();
7902         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7903 }
7904 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7905
7906 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7907 {
7908         static unsigned long prev_jiffy;
7909
7910         if (irqs_disabled())
7911                 return;
7912
7913         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
7914                 return;
7915
7916         if (preempt_count() > preempt_offset)
7917                 return;
7918
7919         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7920                 return;
7921         prev_jiffy = jiffies;
7922
7923         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
7924         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7925                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7926                         current->pid, current->comm);
7927
7928         debug_show_held_locks(current);
7929         dump_stack();
7930         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7931 }
7932 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
7933
7934 #ifdef CONFIG_SMP
7935 void __cant_migrate(const char *file, int line)
7936 {
7937         static unsigned long prev_jiffy;
7938
7939         if (irqs_disabled())
7940                 return;
7941
7942         if (is_migration_disabled(current))
7943                 return;
7944
7945         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
7946                 return;
7947
7948         if (preempt_count() > 0)
7949                 return;
7950
7951         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7952                 return;
7953         prev_jiffy = jiffies;
7954
7955         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
7956         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
7957                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
7958                current->pid, current->comm);
7959
7960         debug_show_held_locks(current);
7961         dump_stack();
7962         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7963 }
7964 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
7965 #endif
7966 #endif
7967
7968 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7969 void normalize_rt_tasks(void)
7970 {
7971         struct task_struct *g, *p;
7972         struct sched_attr attr = {
7973                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7974         };
7975
7976         read_lock(&tasklist_lock);
7977         for_each_process_thread(g, p) {
7978                 /*
7979                  * Only normalize user tasks:
7980                  */
7981                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7982                         continue;
7983
7984                 p->se.exec_start = 0;
7985                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7986                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7987                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7988
7989                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7990                         /*
7991                          * Renice negative nice level userspace
7992                          * tasks back to 0:
7993                          */
7994                         if (task_nice(p) < 0)
7995                                 set_user_nice(p, 0);
7996                         continue;
7997                 }
7998
7999                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
8000         }
8001         read_unlock(&tasklist_lock);
8002 }
8003
8004 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
8005
8006 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
8007 /*
8008  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
8009  *
8010  * They can only be called when the whole system has been
8011  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
8012  * activity can take place. Using them for anything else would
8013  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
8014  * under any other configuration.
8015  */
8016
8017 /**
8018  * curr_task - return the current task for a given CPU.
8019  * @cpu: the processor in question.
8020  *
8021  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8022  *
8023  * Return: The current task for @cpu.
8024  */
8025 struct task_struct *curr_task(int cpu)
8026 {
8027         return cpu_curr(cpu);
8028 }
8029
8030 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
8031
8032 #ifdef CONFIG_IA64
8033 /**
8034  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
8035  * @cpu: the processor in question.
8036  * @p: the task pointer to set.
8037  *
8038  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
8039  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
8040  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
8041  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
8042  * and caller must save the original value of the current task (see
8043  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
8044  * re-starting the system.
8045  *
8046  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8047  */
8048 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
8049 {
8050         cpu_curr(cpu) = p;
8051 }
8052
8053 #endif
8054
8055 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8056 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
8057 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
8058
8059 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
8060                                             struct task_group *parent)
8061 {
8062 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8063         enum uclamp_id clamp_id;
8064
8065         for_each_clamp_id(clamp_id) {
8066                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
8067                               uclamp_none(clamp_id), false);
8068                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
8069         }
8070 #endif
8071 }
8072
8073 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
8074 {
8075         free_fair_sched_group(tg);
8076         free_rt_sched_group(tg);
8077         autogroup_free(tg);
8078         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
8079 }
8080
8081 /* allocate runqueue etc for a new task group */
8082 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
8083 {
8084         struct task_group *tg;
8085
8086         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
8087         if (!tg)
8088                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8089
8090         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
8091                 goto err;
8092
8093         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
8094                 goto err;
8095
8096         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
8097
8098         return tg;
8099
8100 err:
8101         sched_free_group(tg);
8102         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8103 }
8104
8105 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8106 {
8107         unsigned long flags;
8108
8109         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8110         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
8111
8112         /* Root should already exist: */
8113         WARN_ON(!parent);
8114
8115         tg->parent = parent;
8116         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
8117         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
8118         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
8119
8120         online_fair_sched_group(tg);
8121 }
8122
8123 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
8124 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
8125 {
8126         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
8127         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
8128 }
8129
8130 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
8131 {
8132         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
8133         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
8134 }
8135
8136 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
8137 {
8138         unsigned long flags;
8139
8140         /* End participation in shares distribution: */
8141         unregister_fair_sched_group(tg);
8142
8143         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8144         list_del_rcu(&tg->list);
8145         list_del_rcu(&tg->siblings);
8146         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
8147 }
8148
8149 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
8150 {
8151         struct task_group *tg;
8152
8153         /*
8154          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
8155          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
8156          * to prevent lockdep warnings.
8157          */
8158         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
8159                           struct task_group, css);
8160         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
8161         tsk->sched_task_group = tg;
8162
8163 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8164         if (tsk->sched_class->task_change_group)
8165                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
8166         else
8167 #endif
8168                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
8169 }
8170
8171 /*
8172  * Change task's runqueue when it moves between groups.
8173  *
8174  * The caller of this function should have put the task in its new group by
8175  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
8176  * its new group.
8177  */
8178 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
8179 {
8180         int queued, running, queue_flags =
8181                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
8182         struct rq_flags rf;
8183         struct rq *rq;
8184
8185         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
8186         update_rq_clock(rq);
8187
8188         running = task_current(rq, tsk);
8189         queued = task_on_rq_queued(tsk);
8190
8191         if (queued)
8192                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
8193         if (running)
8194                 put_prev_task(rq, tsk);
8195
8196         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
8197
8198         if (queued)
8199                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
8200         if (running) {
8201                 set_next_task(rq, tsk);
8202                 /*
8203                  * After changing group, the running task may have joined a
8204                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
8205                  * resched to make sure that task can still run.
8206                  */
8207                 resched_curr(rq);
8208         }
8209
8210         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
8211 }
8212
8213 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8214 {
8215         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8216 }
8217
8218 static struct cgroup_subsys_state *
8219 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8220 {
8221         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8222         struct task_group *tg;
8223
8224         if (!parent) {
8225                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8226                 return &root_task_group.css;
8227         }
8228
8229         tg = sched_create_group(parent);
8230         if (IS_ERR(tg))
8231                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8232
8233         return &tg->css;
8234 }
8235
8236 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
8237 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
8238 {
8239         struct task_group *tg = css_tg(css);
8240         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
8241
8242         if (parent)
8243                 sched_online_group(tg, parent);
8244
8245 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8246         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
8247         cpu_util_update_eff(css);
8248 #endif
8249
8250         return 0;
8251 }
8252
8253 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8254 {
8255         struct task_group *tg = css_tg(css);
8256
8257         sched_offline_group(tg);
8258 }
8259
8260 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8261 {
8262         struct task_group *tg = css_tg(css);
8263
8264         /*
8265          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8266          */
8267         sched_free_group(tg);
8268 }
8269
8270 /*
8271  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
8272  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
8273  */
8274 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8275 {
8276         struct rq_flags rf;
8277         struct rq *rq;
8278
8279         rq = task_rq_lock(task, &rf);
8280
8281         update_rq_clock(rq);
8282         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
8283
8284         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
8285 }
8286
8287 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8288 {
8289         struct task_struct *task;
8290         struct cgroup_subsys_state *css;
8291         int ret = 0;
8292
8293         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8294 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8295                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8296                         return -EINVAL;
8297 #endif
8298                 /*
8299                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
8300                  * running, we're sure to observe its full state.
8301                  */
8302                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
8303                 /*
8304                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
8305                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
8306                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
8307                  */
8308                 if (task->state == TASK_NEW)
8309                         ret = -EINVAL;
8310                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
8311
8312                 if (ret)
8313                         break;
8314         }
8315         return ret;
8316 }
8317
8318 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8319 {
8320         struct task_struct *task;
8321         struct cgroup_subsys_state *css;
8322
8323         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8324                 sched_move_task(task);
8325 }
8326
8327 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8328 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
8329 {
8330         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
8331         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
8332         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
8333         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
8334         enum uclamp_id clamp_id;
8335         unsigned int clamps;
8336
8337         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
8338                 uc_parent = css_tg(css)->parent
8339                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
8340
8341                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
8342                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
8343                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
8344                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
8345                         if (uc_parent &&
8346                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
8347                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
8348                         }
8349                 }
8350                 /* Ensure protection is always capped by limit */
8351                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
8352
8353                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
8354                 clamps = 0x0;
8355                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
8356                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
8357                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
8358                                 continue;
8359                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
8360                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
8361                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
8362                 }
8363                 if (!clamps) {
8364                         css = css_rightmost_descendant(css);
8365                         continue;
8366                 }
8367
8368                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
8369                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
8370         }
8371 }
8372
8373 /*
8374  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
8375  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
8376  * character constant, use two levels of macros.
8377  */
8378 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
8379 #define POW10(exp) _POW10(exp)
8380
8381 struct uclamp_request {
8382 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
8383 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
8384         s64 percent;
8385         u64 util;
8386         int ret;
8387 };
8388
8389 static inline struct uclamp_request
8390 capacity_from_percent(char *buf)
8391 {
8392         struct uclamp_request req = {
8393                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
8394                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
8395                 .ret = 0,
8396         };
8397
8398         buf = strim(buf);
8399         if (strcmp(buf, "max")) {
8400                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
8401                                              &req.percent);
8402                 if (req.ret)
8403                         return req;
8404                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
8405                         req.ret = -ERANGE;
8406                         return req;
8407                 }
8408
8409                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
8410                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
8411         }
8412
8413         return req;
8414 }
8415
8416 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
8417                                 size_t nbytes, loff_t off,
8418                                 enum uclamp_id clamp_id)
8419 {
8420         struct uclamp_request req;
8421         struct task_group *tg;
8422
8423         req = capacity_from_percent(buf);
8424         if (req.ret)
8425                 return req.ret;
8426
8427         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
8428
8429         mutex_lock(&uclamp_mutex);
8430         rcu_read_lock();
8431
8432         tg = css_tg(of_css(of));
8433         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
8434                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
8435
8436         /*
8437          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
8438          * exact requested value
8439          */
8440         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
8441
8442         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
8443         cpu_util_update_eff(of_css(of));
8444
8445         rcu_read_unlock();
8446         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
8447
8448         return nbytes;
8449 }
8450
8451 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
8452                                     char *buf, size_t nbytes,
8453                                     loff_t off)
8454 {
8455         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
8456 }
8457
8458 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8459                                     char *buf, size_t nbytes,
8460                                     loff_t off)
8461 {
8462         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
8463 }
8464
8465 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
8466                                     enum uclamp_id clamp_id)
8467 {
8468         struct task_group *tg;
8469         u64 util_clamp;
8470         u64 percent;
8471         u32 rem;
8472
8473         rcu_read_lock();
8474         tg = css_tg(seq_css(sf));
8475         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
8476         rcu_read_unlock();
8477
8478         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8479                 seq_puts(sf, "max\n");
8480                 return;
8481         }
8482
8483         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
8484         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
8485         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
8486 }
8487
8488 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
8489 {
8490         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
8491         return 0;
8492 }
8493
8494 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
8495 {
8496         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
8497         return 0;
8498 }
8499 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
8500
8501 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8502 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8503                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8504 {
8505         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
8506                 shareval = MAX_SHARES;
8507         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8508 }
8509
8510 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8511                                struct cftype *cft)
8512 {
8513         struct task_group *tg = css_tg(css);
8514
8515         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8516 }
8517
8518 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8519 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8520
8521 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8522 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8523 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
8524 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
8525
8526 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8527
8528 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8529 {
8530         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8531         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8532
8533         if (tg == &root_task_group)
8534                 return -EINVAL;
8535
8536         /*
8537          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8538          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8539          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8540          */
8541         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8542                 return -EINVAL;
8543
8544         /*
8545          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8546          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8547          * feasibility.
8548          */
8549         if (period > max_cfs_quota_period)
8550                 return -EINVAL;
8551
8552         /*
8553          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
8554          */
8555         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
8556                 return -EINVAL;
8557
8558         /*
8559          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8560          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8561          */
8562         get_online_cpus();
8563         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8564         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8565         if (ret)
8566                 goto out_unlock;
8567
8568         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8569         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8570         /*
8571          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8572          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8573          */
8574         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8575                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8576         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8577         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8578         cfs_b->quota = quota;
8579
8580         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8581
8582         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
8583         if (runtime_enabled)
8584                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8585
8586         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8587
8588         for_each_online_cpu(i) {
8589                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8590                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8591                 struct rq_flags rf;
8592
8593                 rq_lock_irq(rq, &rf);
8594                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8595                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8596
8597                 if (cfs_rq->throttled)
8598                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8599                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
8600         }
8601         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8602                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8603 out_unlock:
8604         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8605         put_online_cpus();
8606
8607         return ret;
8608 }
8609
8610 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8611 {
8612         u64 quota, period;
8613
8614         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8615         if (cfs_quota_us < 0)
8616                 quota = RUNTIME_INF;
8617         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
8618                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8619         else
8620                 return -EINVAL;
8621
8622         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8623 }
8624
8625 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8626 {
8627         u64 quota_us;
8628
8629         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8630                 return -1;
8631
8632         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8633         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8634
8635         return quota_us;
8636 }
8637
8638 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8639 {
8640         u64 quota, period;
8641
8642         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
8643                 return -EINVAL;
8644
8645         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8646         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8647
8648         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8649 }
8650
8651 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8652 {
8653         u64 cfs_period_us;
8654
8655         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8656         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8657
8658         return cfs_period_us;
8659 }
8660
8661 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8662                                   struct cftype *cft)
8663 {
8664         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8665 }
8666
8667 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8668                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8669 {
8670         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8671 }
8672
8673 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8674                                    struct cftype *cft)
8675 {
8676         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8677 }
8678
8679 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8680                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8681 {
8682         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8683 }
8684
8685 struct cfs_schedulable_data {
8686         struct task_group *tg;
8687         u64 period, quota;
8688 };
8689
8690 /*
8691  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8692  * note: units are usecs
8693  */
8694 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8695                                struct cfs_schedulable_data *d)
8696 {
8697         u64 quota, period;
8698
8699         if (tg == d->tg) {
8700                 period = d->period;
8701                 quota = d->quota;
8702         } else {
8703                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8704                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8705         }
8706
8707         /* note: these should typically be equivalent */
8708         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8709                 return RUNTIME_INF;
8710
8711         return to_ratio(period, quota);
8712 }
8713
8714 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8715 {
8716         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8717         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8718         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8719
8720         if (!tg->parent) {
8721                 quota = RUNTIME_INF;
8722         } else {
8723                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8724
8725                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8726                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8727
8728                 /*
8729                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
8730                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
8731                  * limit is set:
8732                  */
8733                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
8734                         quota = min(quota, parent_quota);
8735                 } else {
8736                         if (quota == RUNTIME_INF)
8737                                 quota = parent_quota;
8738                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8739                                 return -EINVAL;
8740                 }
8741         }
8742         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8743
8744         return 0;
8745 }
8746
8747 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8748 {
8749         int ret;
8750         struct cfs_schedulable_data data = {
8751                 .tg = tg,
8752                 .period = period,
8753                 .quota = quota,
8754         };
8755
8756         if (quota != RUNTIME_INF) {
8757                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8758                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8759         }
8760
8761         rcu_read_lock();
8762         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8763         rcu_read_unlock();
8764
8765         return ret;
8766 }
8767
8768 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
8769 {
8770         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8771         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8772
8773         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8774         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8775         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8776
8777         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
8778                 u64 ws = 0;
8779                 int i;
8780
8781                 for_each_possible_cpu(i)
8782                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
8783
8784                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
8785         }
8786
8787         return 0;
8788 }
8789 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8790 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8791
8792 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8793 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8794                                 struct cftype *cft, s64 val)
8795 {
8796         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8797 }
8798
8799 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8800                                struct cftype *cft)
8801 {
8802         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8803 }
8804
8805 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8806                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8807 {
8808         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8809 }
8810
8811 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8812                                    struct cftype *cft)
8813 {
8814         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8815 }
8816 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8817
8818 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
8819 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8820         {
8821                 .name = "shares",
8822                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8823                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8824         },
8825 #endif
8826 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8827         {
8828                 .name = "cfs_quota_us",
8829                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8830                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8831         },
8832         {
8833                 .name = "cfs_period_us",
8834                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8835                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8836         },
8837         {
8838                 .name = "stat",
8839                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
8840         },
8841 #endif
8842 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8843         {
8844                 .name = "rt_runtime_us",
8845                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8846                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8847         },
8848         {
8849                 .name = "rt_period_us",
8850                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8851                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8852         },
8853 #endif
8854 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8855         {
8856                 .name = "uclamp.min",
8857                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8858                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
8859                 .write = cpu_uclamp_min_write,
8860         },
8861         {
8862                 .name = "uclamp.max",
8863                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8864                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
8865                 .write = cpu_uclamp_max_write,
8866         },
8867 #endif
8868         { }     /* Terminate */
8869 };
8870
8871 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
8872                                struct cgroup_subsys_state *css)
8873 {
8874 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8875         {
8876                 struct task_group *tg = css_tg(css);
8877                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8878                 u64 throttled_usec;
8879
8880                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
8881                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
8882
8883                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
8884                            "nr_throttled %d\n"
8885                            "throttled_usec %llu\n",
8886                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
8887                            throttled_usec);
8888         }
8889 #endif
8890         return 0;
8891 }
8892
8893 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8894 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8895                                struct cftype *cft)
8896 {
8897         struct task_group *tg = css_tg(css);
8898         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
8899
8900         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
8901 }
8902
8903 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8904                                 struct cftype *cft, u64 weight)
8905 {
8906         /*
8907          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
8908          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
8909          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
8910          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
8911          * the original value over the entire range.
8912          */
8913         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
8914                 return -ERANGE;
8915
8916         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
8917
8918         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
8919 }
8920
8921 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8922                                     struct cftype *cft)
8923 {
8924         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
8925         int last_delta = INT_MAX;
8926         int prio, delta;
8927
8928         /* find the closest nice value to the current weight */
8929         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
8930                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
8931                 if (delta >= last_delta)
8932                         break;
8933                 last_delta = delta;
8934         }
8935
8936         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
8937 }
8938
8939 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8940                                      struct cftype *cft, s64 nice)
8941 {
8942         unsigned long weight;
8943         int idx;
8944
8945         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
8946                 return -ERANGE;
8947
8948         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
8949         idx = array_index_nospec(idx, 40);
8950         weight = sched_prio_to_weight[idx];
8951
8952         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
8953 }
8954 #endif
8955
8956 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
8957                                                   long period, long quota)
8958 {
8959         if (quota < 0)
8960                 seq_puts(sf, "max");
8961         else
8962                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
8963
8964         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
8965 }
8966
8967 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
8968 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
8969                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
8970 {
8971         char tok[21];   /* U64_MAX */
8972
8973         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
8974                 return -EINVAL;
8975
8976         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
8977
8978         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
8979                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
8980         else if (!strcmp(tok, "max"))
8981                 *quotap = RUNTIME_INF;
8982         else
8983                 return -EINVAL;
8984
8985         return 0;
8986 }
8987
8988 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8989 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
8990 {
8991         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8992
8993         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
8994         return 0;
8995 }
8996
8997 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8998                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8999 {
9000         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
9001         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
9002         u64 quota;
9003         int ret;
9004
9005         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
9006         if (!ret)
9007                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9008         return ret ?: nbytes;
9009 }
9010 #endif
9011
9012 static struct cftype cpu_files[] = {
9013 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9014         {
9015                 .name = "weight",
9016                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9017                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
9018                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
9019         },
9020         {
9021                 .name = "weight.nice",
9022                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9023                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
9024                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
9025         },
9026 #endif
9027 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9028         {
9029                 .name = "max",
9030                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9031                 .seq_show = cpu_max_show,
9032                 .write = cpu_max_write,
9033         },
9034 #endif
9035 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9036         {
9037                 .name = "uclamp.min",
9038                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9039                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
9040                 .write = cpu_uclamp_min_write,
9041         },
9042         {
9043                 .name = "uclamp.max",
9044                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9045                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
9046                 .write = cpu_uclamp_max_write,
9047         },
9048 #endif
9049         { }     /* terminate */
9050 };
9051
9052 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
9053         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
9054         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
9055         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
9056         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
9057         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
9058         .fork           = cpu_cgroup_fork,
9059         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
9060         .attach         = cpu_cgroup_attach,
9061         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
9062         .dfl_cftypes    = cpu_files,
9063         .early_init     = true,
9064         .threaded       = true,
9065 };
9066
9067 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9068
9069 void dump_cpu_task(int cpu)
9070 {
9071         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
9072         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
9073 }
9074
9075 /*
9076  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
9077  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
9078  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
9079  * that remained on nice 0.
9080  *
9081  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
9082  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
9083  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
9084  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
9085  * the relative distance between them is ~25%.)
9086  */
9087 const int sched_prio_to_weight[40] = {
9088  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
9089  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
9090  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
9091  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
9092  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
9093  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
9094  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
9095  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
9096 };
9097
9098 /*
9099  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
9100  *
9101  * In cases where the weight does not change often, we can use the
9102  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
9103  * into multiplications:
9104  */
9105 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
9106  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
9107  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
9108  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
9109  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
9110  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
9111  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
9112  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
9113  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
9114 };
9115
9116 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
9117 {
9118         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
9119 }