Merge tag 'sched-fifo-2020-08-04' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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_overutilized_tp);
40 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
43
44 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
45
46 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
47 /*
48  * Debugging: various feature bits
49  *
50  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
51  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
52  * at compile time and compiler optimization based on features default.
53  */
54 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
55         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
56 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
57 #include "features.h"
58         0;
59 #undef SCHED_FEAT
60 #endif
61
62 /*
63  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
64  * Limited because this is done with IRQs disabled.
65  */
66 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
67
68 /*
69  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
70  * default: 1s
71  */
72 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
73
74 __read_mostly int scheduler_running;
75
76 /*
77  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
78  * default: 0.95s
79  */
80 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
81
82
83 /*
84  * Serialization rules:
85  *
86  * Lock order:
87  *
88  *   p->pi_lock
89  *     rq->lock
90  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
91  *
92  *  rq1->lock
93  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
94  *
95  * Regular state:
96  *
97  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
98  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
99  * always looks at the local rq data structures to find the most elegible task
100  * to run next.
101  *
102  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
103  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
104  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
105  * ttwu_queue_wakelist() ]
106  *
107  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
108  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
109  *
110  * Special state:
111  *
112  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
113  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
114  * stable while holding either lock:
115  *
116  *  - sched_setaffinity()/
117  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
118  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
119  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
120  *                              p->se.load, p->rt_priority,
121  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
122  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
123  *  - sched_move_task()/
124  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
125  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
126  *
127  * p->state <- TASK_*:
128  *
129  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
130  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
131  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
132  *   concurrent self.
133  *
134  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
135  *
136  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
137  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
138  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
139  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
140  *
141  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
142  *
143  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
144  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
145  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
146  *
147  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
148  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
149  *
150  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
151  *
152  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
153  *
154  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
155  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
156  *
157  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
158  *
159  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
160  *
161  *  - for migration called under rq->lock:
162  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
163  *
164  *    o move_queued_task()
165  *    o detach_task()
166  *
167  *  - for migration called under double_rq_lock():
168  *
169  *    o __migrate_swap_task()
170  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
171  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
172  *    o dl_task_offline_migration()
173  *
174  */
175
176 /*
177  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
178  */
179 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
180         __acquires(rq->lock)
181 {
182         struct rq *rq;
183
184         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
185
186         for (;;) {
187                 rq = task_rq(p);
188                 raw_spin_lock(&rq->lock);
189                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
190                         rq_pin_lock(rq, rf);
191                         return rq;
192                 }
193                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
194
195                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
196                         cpu_relax();
197         }
198 }
199
200 /*
201  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
202  */
203 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
204         __acquires(p->pi_lock)
205         __acquires(rq->lock)
206 {
207         struct rq *rq;
208
209         for (;;) {
210                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
211                 rq = task_rq(p);
212                 raw_spin_lock(&rq->lock);
213                 /*
214                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
215                  *
216                  *      ACQUIRE (rq->lock)
217                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
218                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
219                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
220                  *                                      [L] ->on_rq
221                  *      RELEASE (rq->lock)
222                  *
223                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
224                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
225                  *
226                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
227                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
228                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
229                  */
230                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
231                         rq_pin_lock(rq, rf);
232                         return rq;
233                 }
234                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
235                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
236
237                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
238                         cpu_relax();
239         }
240 }
241
242 /*
243  * RQ-clock updating methods:
244  */
245
246 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
247 {
248 /*
249  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
250  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
251  */
252         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
253
254 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
255         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
256
257         /*
258          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
259          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
260          * {soft,}irq region.
261          *
262          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
263          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
264          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
265          * monotonic.
266          *
267          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
268          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
269          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
270          * atomic ops.
271          */
272         if (irq_delta > delta)
273                 irq_delta = delta;
274
275         rq->prev_irq_time += irq_delta;
276         delta -= irq_delta;
277 #endif
278 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
279         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
280                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
281                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
282
283                 if (unlikely(steal > delta))
284                         steal = delta;
285
286                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
287                 delta -= steal;
288         }
289 #endif
290
291         rq->clock_task += delta;
292
293 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
294         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
295                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
296 #endif
297         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
298 }
299
300 void update_rq_clock(struct rq *rq)
301 {
302         s64 delta;
303
304         lockdep_assert_held(&rq->lock);
305
306         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
307                 return;
308
309 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
310         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
311                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
312         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
313 #endif
314
315         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
316         if (delta < 0)
317                 return;
318         rq->clock += delta;
319         update_rq_clock_task(rq, delta);
320 }
321
322 static inline void
323 rq_csd_init(struct rq *rq, call_single_data_t *csd, smp_call_func_t func)
324 {
325         csd->flags = 0;
326         csd->func = func;
327         csd->info = rq;
328 }
329
330 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
331 /*
332  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
333  */
334
335 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
336 {
337         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
338                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
339 }
340
341 /*
342  * High-resolution timer tick.
343  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
344  */
345 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
346 {
347         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
348         struct rq_flags rf;
349
350         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
351
352         rq_lock(rq, &rf);
353         update_rq_clock(rq);
354         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
355         rq_unlock(rq, &rf);
356
357         return HRTIMER_NORESTART;
358 }
359
360 #ifdef CONFIG_SMP
361
362 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
363 {
364         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
365
366         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
367 }
368
369 /*
370  * called from hardirq (IPI) context
371  */
372 static void __hrtick_start(void *arg)
373 {
374         struct rq *rq = arg;
375         struct rq_flags rf;
376
377         rq_lock(rq, &rf);
378         __hrtick_restart(rq);
379         rq_unlock(rq, &rf);
380 }
381
382 /*
383  * Called to set the hrtick timer state.
384  *
385  * called with rq->lock held and irqs disabled
386  */
387 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
388 {
389         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
390         ktime_t time;
391         s64 delta;
392
393         /*
394          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
395          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
396          */
397         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
398         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
399
400         hrtimer_set_expires(timer, time);
401
402         if (rq == this_rq())
403                 __hrtick_restart(rq);
404         else
405                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
406 }
407
408 #else
409 /*
410  * Called to set the hrtick timer state.
411  *
412  * called with rq->lock held and irqs disabled
413  */
414 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
415 {
416         /*
417          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
418          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
419          */
420         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
421         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
422                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
423 }
424
425 #endif /* CONFIG_SMP */
426
427 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
428 {
429 #ifdef CONFIG_SMP
430         rq_csd_init(rq, &rq->hrtick_csd, __hrtick_start);
431 #endif
432         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
433         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
434 }
435 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
436 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
437 {
438 }
439
440 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
441 {
442 }
443 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
444
445 /*
446  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
447  */
448 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
449         ({                                                              \
450                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
451                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
452                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
453                                                                         \
454                 for (;;) {                                              \
455                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
456                         if (_old == _val)                               \
457                                 break;                                  \
458                         _val = _old;                                    \
459                 }                                                       \
460         _old;                                                           \
461 })
462
463 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
464 /*
465  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
466  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
467  * spurious IPIs.
468  */
469 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
470 {
471         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
472         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
473 }
474
475 /*
476  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
477  *
478  * If this returns true, then the idle task promises to call
479  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
480  */
481 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
482 {
483         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
484         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
485
486         for (;;) {
487                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
488                         return false;
489                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
490                         return true;
491                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
492                 if (old == val)
493                         break;
494                 val = old;
495         }
496         return true;
497 }
498
499 #else
500 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
501 {
502         set_tsk_need_resched(p);
503         return true;
504 }
505
506 #ifdef CONFIG_SMP
507 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
508 {
509         return false;
510 }
511 #endif
512 #endif
513
514 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
515 {
516         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
517
518         /*
519          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
520          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
521          * wakeup due to that.
522          *
523          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
524          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
525          */
526         smp_mb__before_atomic();
527         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
528                 return false;
529
530         /*
531          * The head is context local, there can be no concurrency.
532          */
533         *head->lastp = node;
534         head->lastp = &node->next;
535         return true;
536 }
537
538 /**
539  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
540  * @head: the wake_q_head to add @task to
541  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
542  *
543  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
544  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
545  * instantly.
546  *
547  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
548  * must be ready to be woken at this location.
549  */
550 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
551 {
552         if (__wake_q_add(head, task))
553                 get_task_struct(task);
554 }
555
556 /**
557  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
558  * @head: the wake_q_head to add @task to
559  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
560  *
561  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
562  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
563  * instantly.
564  *
565  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
566  * must be ready to be woken at this location.
567  *
568  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
569  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
570  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
571  * queued for wakeup.
572  */
573 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
574 {
575         if (!__wake_q_add(head, task))
576                 put_task_struct(task);
577 }
578
579 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
580 {
581         struct wake_q_node *node = head->first;
582
583         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
584                 struct task_struct *task;
585
586                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
587                 BUG_ON(!task);
588                 /* Task can safely be re-inserted now: */
589                 node = node->next;
590                 task->wake_q.next = NULL;
591
592                 /*
593                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
594                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
595                  */
596                 wake_up_process(task);
597                 put_task_struct(task);
598         }
599 }
600
601 /*
602  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
603  *
604  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
605  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
606  * the target CPU.
607  */
608 void resched_curr(struct rq *rq)
609 {
610         struct task_struct *curr = rq->curr;
611         int cpu;
612
613         lockdep_assert_held(&rq->lock);
614
615         if (test_tsk_need_resched(curr))
616                 return;
617
618         cpu = cpu_of(rq);
619
620         if (cpu == smp_processor_id()) {
621                 set_tsk_need_resched(curr);
622                 set_preempt_need_resched();
623                 return;
624         }
625
626         if (set_nr_and_not_polling(curr))
627                 smp_send_reschedule(cpu);
628         else
629                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
630 }
631
632 void resched_cpu(int cpu)
633 {
634         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
635         unsigned long flags;
636
637         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
638         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
639                 resched_curr(rq);
640         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
641 }
642
643 #ifdef CONFIG_SMP
644 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
645 /*
646  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
647  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
648  *
649  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
650  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
651  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
652  */
653 int get_nohz_timer_target(void)
654 {
655         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
656         struct sched_domain *sd;
657
658         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
659                 if (!idle_cpu(cpu))
660                         return cpu;
661                 default_cpu = cpu;
662         }
663
664         rcu_read_lock();
665         for_each_domain(cpu, sd) {
666                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
667                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
668                         if (cpu == i)
669                                 continue;
670
671                         if (!idle_cpu(i)) {
672                                 cpu = i;
673                                 goto unlock;
674                         }
675                 }
676         }
677
678         if (default_cpu == -1)
679                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
680         cpu = default_cpu;
681 unlock:
682         rcu_read_unlock();
683         return cpu;
684 }
685
686 /*
687  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
688  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
689  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
690  * idle system the next event might even be infinite time into the
691  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
692  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
693  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
694  * wheel for the next timer event.
695  */
696 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
697 {
698         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
699
700         if (cpu == smp_processor_id())
701                 return;
702
703         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
704                 smp_send_reschedule(cpu);
705         else
706                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
707 }
708
709 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
710 {
711         /*
712          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
713          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
714          * If needed we can still optimize that later with an
715          * empty IRQ.
716          */
717         if (cpu_is_offline(cpu))
718                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
719         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
720                 if (cpu != smp_processor_id() ||
721                     tick_nohz_tick_stopped())
722                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
723                 return true;
724         }
725
726         return false;
727 }
728
729 /*
730  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
731  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
732  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
733  */
734 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
735 {
736         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
737                 wake_up_idle_cpu(cpu);
738 }
739
740 static void nohz_csd_func(void *info)
741 {
742         struct rq *rq = info;
743         int cpu = cpu_of(rq);
744         unsigned int flags;
745
746         /*
747          * Release the rq::nohz_csd.
748          */
749         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
750         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
751
752         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
753         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
754                 rq->nohz_idle_balance = flags;
755                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
756         }
757 }
758
759 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
760
761 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
762 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
763 {
764         int fifo_nr_running;
765
766         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
767         if (rq->dl.dl_nr_running)
768                 return false;
769
770         /*
771          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
772          * actual RR behaviour.
773          */
774         if (rq->rt.rr_nr_running) {
775                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
776                         return true;
777                 else
778                         return false;
779         }
780
781         /*
782          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
783          * forced preemption between FIFO tasks.
784          */
785         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
786         if (fifo_nr_running)
787                 return true;
788
789         /*
790          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
791          * if there's more than one we need the tick for involuntary
792          * preemption.
793          */
794         if (rq->nr_running > 1)
795                 return false;
796
797         return true;
798 }
799 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
800 #endif /* CONFIG_SMP */
801
802 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
803                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
804 /*
805  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
806  * node and @up when leaving it for the final time.
807  *
808  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
809  */
810 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
811                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
812 {
813         struct task_group *parent, *child;
814         int ret;
815
816         parent = from;
817
818 down:
819         ret = (*down)(parent, data);
820         if (ret)
821                 goto out;
822         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
823                 parent = child;
824                 goto down;
825
826 up:
827                 continue;
828         }
829         ret = (*up)(parent, data);
830         if (ret || parent == from)
831                 goto out;
832
833         child = parent;
834         parent = parent->parent;
835         if (parent)
836                 goto up;
837 out:
838         return ret;
839 }
840
841 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
842 {
843         return 0;
844 }
845 #endif
846
847 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
848 {
849         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
850         struct load_weight *load = &p->se.load;
851
852         /*
853          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
854          */
855         if (task_has_idle_policy(p)) {
856                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
857                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
858                 return;
859         }
860
861         /*
862          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
863          * weight
864          */
865         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
866                 reweight_task(p, prio);
867         } else {
868                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
869                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
870         }
871 }
872
873 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
874 /*
875  * Serializes updates of utilization clamp values
876  *
877  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
878  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
879  * support enqueue/dequeue operations.
880  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
881  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
882  * updates or API abuses.
883  */
884 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
885
886 /* Max allowed minimum utilization */
887 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
888
889 /* Max allowed maximum utilization */
890 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
891
892 /*
893  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
894  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
895  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
896  *
897  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
898  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
899  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
900  * battery life.
901  *
902  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
903  *
904  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
905  * above.
906  */
907 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
908
909 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
910 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
911
912 /*
913  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
914  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
915  * enqueue/dequeue_task().
916  *
917  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
918  * minimum uclamp overhead in the fast path.
919  *
920  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
921  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
922  * functionality.
923  *
924  * The knobs that would enable this static key are:
925  *
926  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
927  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
928  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
929  */
930 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
931
932 /* Integer rounded range for each bucket */
933 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
934
935 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
936         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
937
938 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
939 {
940         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
941 }
942
943 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
944 {
945         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
946 }
947
948 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
949 {
950         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
951                 return 0;
952         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
953 }
954
955 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
956                                  unsigned int value, bool user_defined)
957 {
958         uc_se->value = value;
959         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
960         uc_se->user_defined = user_defined;
961 }
962
963 static inline unsigned int
964 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
965                   unsigned int clamp_value)
966 {
967         /*
968          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
969          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
970          * max-clamp.
971          */
972         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
973                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
974                 return clamp_value;
975         }
976
977         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
978 }
979
980 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
981                                      unsigned int clamp_value)
982 {
983         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
984         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
985                 return;
986
987         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
988 }
989
990 static inline
991 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
992                                    unsigned int clamp_value)
993 {
994         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
995         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
996
997         /*
998          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
999          * top most bucket with tasks in.
1000          */
1001         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1002                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1003                         continue;
1004                 return bucket[bucket_id].value;
1005         }
1006
1007         /* No tasks -- default clamp values */
1008         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1009 }
1010
1011 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1012 {
1013         unsigned int default_util_min;
1014         struct uclamp_se *uc_se;
1015
1016         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1017
1018         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1019
1020         /* Only sync if user didn't override the default */
1021         if (uc_se->user_defined)
1022                 return;
1023
1024         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1025         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1026 }
1027
1028 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1029 {
1030         struct rq_flags rf;
1031         struct rq *rq;
1032
1033         if (!rt_task(p))
1034                 return;
1035
1036         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1037         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1038         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1039         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1040 }
1041
1042 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1043 {
1044         struct task_struct *g, *p;
1045
1046         /*
1047          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1048          *                                        uclamp_min_rt = X;
1049          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1050          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1051          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1052          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1053          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1054          *
1055          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1056          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1057          * task.
1058          */
1059         read_lock(&tasklist_lock);
1060         smp_mb__after_spinlock();
1061         read_unlock(&tasklist_lock);
1062
1063         rcu_read_lock();
1064         for_each_process_thread(g, p)
1065                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1066         rcu_read_unlock();
1067 }
1068
1069 static inline struct uclamp_se
1070 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1071 {
1072         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1073 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1074         struct uclamp_se uc_max;
1075
1076         /*
1077          * Tasks in autogroups or root task group will be
1078          * restricted by system defaults.
1079          */
1080         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1081                 return uc_req;
1082         if (task_group(p) == &root_task_group)
1083                 return uc_req;
1084
1085         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
1086         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
1087                 return uc_max;
1088 #endif
1089
1090         return uc_req;
1091 }
1092
1093 /*
1094  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1095  * priority:
1096  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1097  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1098  *   group or in an autogroup
1099  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1100  */
1101 static inline struct uclamp_se
1102 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1103 {
1104         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1105         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1106
1107         /* System default restrictions always apply */
1108         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1109                 return uc_max;
1110
1111         return uc_req;
1112 }
1113
1114 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1115 {
1116         struct uclamp_se uc_eff;
1117
1118         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1119         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1120                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1121
1122         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1123
1124         return (unsigned long)uc_eff.value;
1125 }
1126
1127 /*
1128  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1129  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1130  * updates the rq's clamp value if required.
1131  *
1132  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1133  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1134  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1135  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1136  */
1137 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1138                                     enum uclamp_id clamp_id)
1139 {
1140         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1141         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1142         struct uclamp_bucket *bucket;
1143
1144         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1145
1146         /* Update task effective clamp */
1147         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1148
1149         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1150         bucket->tasks++;
1151         uc_se->active = true;
1152
1153         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1154
1155         /*
1156          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1157          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1158          */
1159         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1160                 bucket->value = uc_se->value;
1161
1162         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1163                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1168  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1169  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1170  *
1171  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1172  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1173  * enforce the expected state and warn.
1174  */
1175 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1176                                     enum uclamp_id clamp_id)
1177 {
1178         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1179         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1180         struct uclamp_bucket *bucket;
1181         unsigned int bkt_clamp;
1182         unsigned int rq_clamp;
1183
1184         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1185
1186         /*
1187          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1188          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1189          *
1190          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1191          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1192          * here.
1193          *
1194          * Need to be careful of the following enqeueue/dequeue ordering
1195          * problem too
1196          *
1197          *      enqueue(taskA)
1198          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1199          *      enqueue(taskB)
1200          *      dequeue(taskA)
1201          *      // Must not decrement bukcet->tasks here
1202          *      dequeue(taskB)
1203          *
1204          * where we could end up with stale data in uc_se and
1205          * bucket[uc_se->bucket_id].
1206          *
1207          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1208          */
1209         if (unlikely(!uc_se->active))
1210                 return;
1211
1212         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1213
1214         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1215         if (likely(bucket->tasks))
1216                 bucket->tasks--;
1217
1218         uc_se->active = false;
1219
1220         /*
1221          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1222          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1223          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1224          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1225          */
1226         if (likely(bucket->tasks))
1227                 return;
1228
1229         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1230         /*
1231          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1232          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1233          */
1234         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1235         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1236                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1237                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1238         }
1239 }
1240
1241 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1242 {
1243         enum uclamp_id clamp_id;
1244
1245         /*
1246          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1247          *
1248          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1249          * sched_uclamp_used is disabled.
1250          */
1251         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1252                 return;
1253
1254         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1255                 return;
1256
1257         for_each_clamp_id(clamp_id)
1258                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1259
1260         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1261         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1262                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1263 }
1264
1265 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1266 {
1267         enum uclamp_id clamp_id;
1268
1269         /*
1270          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1271          *
1272          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1273          * sched_uclamp_used is disabled.
1274          */
1275         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1276                 return;
1277
1278         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1279                 return;
1280
1281         for_each_clamp_id(clamp_id)
1282                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1283 }
1284
1285 static inline void
1286 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1287 {
1288         struct rq_flags rf;
1289         struct rq *rq;
1290
1291         /*
1292          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1293          *
1294          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1295          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1296          * enqueues, dequeues and migration operations.
1297          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1298          */
1299         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1300
1301         /*
1302          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1303          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1304          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1305          * it will already see the updated clamp bucket value.
1306          */
1307         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1308                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1309                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1310         }
1311
1312         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1313 }
1314
1315 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1316 static inline void
1317 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1318                            unsigned int clamps)
1319 {
1320         enum uclamp_id clamp_id;
1321         struct css_task_iter it;
1322         struct task_struct *p;
1323
1324         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1325         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1326                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1327                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1328                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1329                 }
1330         }
1331         css_task_iter_end(&it);
1332 }
1333
1334 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1335 static void uclamp_update_root_tg(void)
1336 {
1337         struct task_group *tg = &root_task_group;
1338
1339         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1340                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1341         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1342                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1343
1344         rcu_read_lock();
1345         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1346         rcu_read_unlock();
1347 }
1348 #else
1349 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1350 #endif
1351
1352 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1353                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1354 {
1355         bool update_root_tg = false;
1356         int old_min, old_max, old_min_rt;
1357         int result;
1358
1359         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1360         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1361         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1362         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1363
1364         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1365         if (result)
1366                 goto undo;
1367         if (!write)
1368                 goto done;
1369
1370         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1371             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1372             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1373
1374                 result = -EINVAL;
1375                 goto undo;
1376         }
1377
1378         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1379                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1380                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1381                 update_root_tg = true;
1382         }
1383         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1384                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1385                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1386                 update_root_tg = true;
1387         }
1388
1389         if (update_root_tg) {
1390                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1391                 uclamp_update_root_tg();
1392         }
1393
1394         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1395                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1396                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1397         }
1398
1399         /*
1400          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1401          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1402          * task enqueue time.
1403          */
1404
1405         goto done;
1406
1407 undo:
1408         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1409         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1410         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1411 done:
1412         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1413
1414         return result;
1415 }
1416
1417 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1418                            const struct sched_attr *attr)
1419 {
1420         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1421         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1422
1423         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1424                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1425         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1426                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1427
1428         if (lower_bound > upper_bound)
1429                 return -EINVAL;
1430         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1431                 return -EINVAL;
1432
1433         /*
1434          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1435          *
1436          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1437          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1438          * scheduler locks.
1439          */
1440         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1441
1442         return 0;
1443 }
1444
1445 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1446                                   const struct sched_attr *attr)
1447 {
1448         enum uclamp_id clamp_id;
1449
1450         /*
1451          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1452          * without a task-specific value.
1453          */
1454         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1455                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1456
1457                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1458                 if (uc_se->user_defined)
1459                         continue;
1460
1461                 /*
1462                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1463                  * at runtime.
1464                  */
1465                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1466                         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1467                 else
1468                         uclamp_se_set(uc_se, uclamp_none(clamp_id), false);
1469
1470         }
1471
1472         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1473                 return;
1474
1475         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1476                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1477                               attr->sched_util_min, true);
1478         }
1479
1480         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1481                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1482                               attr->sched_util_max, true);
1483         }
1484 }
1485
1486 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1487 {
1488         enum uclamp_id clamp_id;
1489
1490         /*
1491          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1492          * as the task is still at its early fork stages.
1493          */
1494         for_each_clamp_id(clamp_id)
1495                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1496
1497         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1498                 return;
1499
1500         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1501                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1502                               uclamp_none(clamp_id), false);
1503         }
1504 }
1505
1506 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1507 {
1508         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1509 }
1510
1511 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1512 {
1513         enum uclamp_id clamp_id;
1514         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1515
1516         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1517                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1518                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1519                 };
1520         }
1521
1522         rq->uclamp_flags = 0;
1523 }
1524
1525 static void __init init_uclamp(void)
1526 {
1527         struct uclamp_se uc_max = {};
1528         enum uclamp_id clamp_id;
1529         int cpu;
1530
1531         for_each_possible_cpu(cpu)
1532                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1533
1534         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1535                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1536                               uclamp_none(clamp_id), false);
1537         }
1538
1539         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1540         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1541         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1542                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1543 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1544                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1545                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1546 #endif
1547         }
1548 }
1549
1550 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1551 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1552 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1553 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1554                                   const struct sched_attr *attr)
1555 {
1556         return -EOPNOTSUPP;
1557 }
1558 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1559                                   const struct sched_attr *attr) { }
1560 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1561 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1562 static inline void init_uclamp(void) { }
1563 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1564
1565 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1566 {
1567         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1568                 update_rq_clock(rq);
1569
1570         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1571                 sched_info_queued(rq, p);
1572                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1573         }
1574
1575         uclamp_rq_inc(rq, p);
1576         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1577 }
1578
1579 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1580 {
1581         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1582                 update_rq_clock(rq);
1583
1584         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1585                 sched_info_dequeued(rq, p);
1586                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1587         }
1588
1589         uclamp_rq_dec(rq, p);
1590         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1591 }
1592
1593 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1594 {
1595         enqueue_task(rq, p, flags);
1596
1597         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1598 }
1599
1600 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1601 {
1602         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1603
1604         dequeue_task(rq, p, flags);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1609  */
1610 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1611 {
1612         return p->static_prio;
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1617  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1618  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1619  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1620  * estimator recalculates.
1621  */
1622 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1623 {
1624         int prio;
1625
1626         if (task_has_dl_policy(p))
1627                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1628         else if (task_has_rt_policy(p))
1629                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1630         else
1631                 prio = __normal_prio(p);
1632         return prio;
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1637  * taken into account by the scheduler. This value might
1638  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1639  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1640  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1641  */
1642 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1643 {
1644         p->normal_prio = normal_prio(p);
1645         /*
1646          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1647          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1648          * to the normal priority:
1649          */
1650         if (!rt_prio(p->prio))
1651                 return p->normal_prio;
1652         return p->prio;
1653 }
1654
1655 /**
1656  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1657  * @p: the task in question.
1658  *
1659  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1660  */
1661 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1662 {
1663         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1664 }
1665
1666 /*
1667  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1668  * use the balance_callback list if you want balancing.
1669  *
1670  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1671  * balance_callback().
1672  */
1673 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1674                                        const struct sched_class *prev_class,
1675                                        int oldprio)
1676 {
1677         if (prev_class != p->sched_class) {
1678                 if (prev_class->switched_from)
1679                         prev_class->switched_from(rq, p);
1680
1681                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1682         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1683                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1684 }
1685
1686 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1687 {
1688         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
1689                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1690         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
1691                 resched_curr(rq);
1692
1693         /*
1694          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1695          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1696          */
1697         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1698                 rq_clock_skip_update(rq);
1699 }
1700
1701 #ifdef CONFIG_SMP
1702
1703 /*
1704  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1705  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1706  */
1707 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1708 {
1709         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1710                 return false;
1711
1712         if (is_per_cpu_kthread(p))
1713                 return cpu_online(cpu);
1714
1715         return cpu_active(cpu);
1716 }
1717
1718 /*
1719  * This is how migration works:
1720  *
1721  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1722  *    stop_one_cpu().
1723  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1724  *    off the CPU)
1725  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1726  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1727  *    it and puts it into the right queue.
1728  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1729  *    is done.
1730  */
1731
1732 /*
1733  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1734  *
1735  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1736  */
1737 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1738                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1739 {
1740         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1741
1742         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1743         set_task_cpu(p, new_cpu);
1744         rq_unlock(rq, rf);
1745
1746         rq = cpu_rq(new_cpu);
1747
1748         rq_lock(rq, rf);
1749         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1750         activate_task(rq, p, 0);
1751         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1752
1753         return rq;
1754 }
1755
1756 struct migration_arg {
1757         struct task_struct *task;
1758         int dest_cpu;
1759 };
1760
1761 /*
1762  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1763  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1764  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1765  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1766  *
1767  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1768  * as the task is no longer on this CPU.
1769  */
1770 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1771                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1772 {
1773         /* Affinity changed (again). */
1774         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1775                 return rq;
1776
1777         update_rq_clock(rq);
1778         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1779
1780         return rq;
1781 }
1782
1783 /*
1784  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1785  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1786  * 'pushing' onto another runqueue.
1787  */
1788 static int migration_cpu_stop(void *data)
1789 {
1790         struct migration_arg *arg = data;
1791         struct task_struct *p = arg->task;
1792         struct rq *rq = this_rq();
1793         struct rq_flags rf;
1794
1795         /*
1796          * The original target CPU might have gone down and we might
1797          * be on another CPU but it doesn't matter.
1798          */
1799         local_irq_disable();
1800         /*
1801          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1802          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1803          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1804          */
1805         flush_smp_call_function_from_idle();
1806
1807         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1808         rq_lock(rq, &rf);
1809         /*
1810          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1811          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1812          * we're holding p->pi_lock.
1813          */
1814         if (task_rq(p) == rq) {
1815                 if (task_on_rq_queued(p))
1816                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1817                 else
1818                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1819         }
1820         rq_unlock(rq, &rf);
1821         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1822
1823         local_irq_enable();
1824         return 0;
1825 }
1826
1827 /*
1828  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1829  * actually call this function.
1830  */
1831 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1832 {
1833         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1834         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1835 }
1836
1837 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1838 {
1839         struct rq *rq = task_rq(p);
1840         bool queued, running;
1841
1842         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1843
1844         queued = task_on_rq_queued(p);
1845         running = task_current(rq, p);
1846
1847         if (queued) {
1848                 /*
1849                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1850                  * holding rq->lock.
1851                  */
1852                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1853                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1854         }
1855         if (running)
1856                 put_prev_task(rq, p);
1857
1858         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1859
1860         if (queued)
1861                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1862         if (running)
1863                 set_next_task(rq, p);
1864 }
1865
1866 /*
1867  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1868  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1869  * is removed from the allowed bitmask.
1870  *
1871  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1872  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1873  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1874  */
1875 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1876                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1877 {
1878         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1879         unsigned int dest_cpu;
1880         struct rq_flags rf;
1881         struct rq *rq;
1882         int ret = 0;
1883
1884         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1885         update_rq_clock(rq);
1886
1887         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1888                 /*
1889                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1890                  */
1891                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1892         }
1893
1894         /*
1895          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1896          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1897          */
1898         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1899                 ret = -EINVAL;
1900                 goto out;
1901         }
1902
1903         if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
1904                 goto out;
1905
1906         /*
1907          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
1908          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
1909          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
1910          */
1911         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
1912         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1913                 ret = -EINVAL;
1914                 goto out;
1915         }
1916
1917         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1918
1919         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1920                 /*
1921                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1922                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1923                  */
1924                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1925                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1926                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1927         }
1928
1929         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1930         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1931                 goto out;
1932
1933         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1934                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1935                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1936                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1937                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1938                 return 0;
1939         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1940                 /*
1941                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1942                  * afterwards anyway.
1943                  */
1944                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1945         }
1946 out:
1947         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1948
1949         return ret;
1950 }
1951
1952 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1953 {
1954         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1955 }
1956 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1957
1958 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1959 {
1960 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1961         /*
1962          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1963          * ttwu() will sort out the placement.
1964          */
1965         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1966                         !p->on_rq);
1967
1968         /*
1969          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1970          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1971          * time relying on p->on_rq.
1972          */
1973         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1974                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1975                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1976
1977 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1978         /*
1979          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1980          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1981          *
1982          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1983          * see task_group().
1984          *
1985          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1986          * task_rq_lock().
1987          */
1988         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1989                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1990 #endif
1991         /*
1992          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1993          */
1994         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1995 #endif
1996
1997         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1998
1999         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2000                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
2001                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
2002                 p->se.nr_migrations++;
2003                 rseq_migrate(p);
2004                 perf_event_task_migrate(p);
2005         }
2006
2007         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2008 }
2009
2010 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2011 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
2012 {
2013         if (task_on_rq_queued(p)) {
2014                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
2015                 struct rq_flags srf, drf;
2016
2017                 src_rq = task_rq(p);
2018                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
2019
2020                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
2021                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
2022
2023                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2024                 set_task_cpu(p, cpu);
2025                 activate_task(dst_rq, p, 0);
2026                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
2027
2028                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
2029                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
2030
2031         } else {
2032                 /*
2033                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
2034                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
2035                  * previous CPU our target instead of where it really is.
2036                  */
2037                 p->wake_cpu = cpu;
2038         }
2039 }
2040
2041 struct migration_swap_arg {
2042         struct task_struct *src_task, *dst_task;
2043         int src_cpu, dst_cpu;
2044 };
2045
2046 static int migrate_swap_stop(void *data)
2047 {
2048         struct migration_swap_arg *arg = data;
2049         struct rq *src_rq, *dst_rq;
2050         int ret = -EAGAIN;
2051
2052         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
2053                 return -EAGAIN;
2054
2055         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
2056         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
2057
2058         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
2059                         &arg->dst_task->pi_lock);
2060         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
2061
2062         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
2063                 goto unlock;
2064
2065         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
2066                 goto unlock;
2067
2068         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
2069                 goto unlock;
2070
2071         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
2072                 goto unlock;
2073
2074         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
2075         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
2076
2077         ret = 0;
2078
2079 unlock:
2080         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
2081         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
2082         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
2083
2084         return ret;
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Cross migrate two tasks
2089  */
2090 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
2091                 int target_cpu, int curr_cpu)
2092 {
2093         struct migration_swap_arg arg;
2094         int ret = -EINVAL;
2095
2096         arg = (struct migration_swap_arg){
2097                 .src_task = cur,
2098                 .src_cpu = curr_cpu,
2099                 .dst_task = p,
2100                 .dst_cpu = target_cpu,
2101         };
2102
2103         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
2104                 goto out;
2105
2106         /*
2107          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
2108          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
2109          */
2110         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
2111                 goto out;
2112
2113         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
2114                 goto out;
2115
2116         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
2117                 goto out;
2118
2119         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
2120         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
2121
2122 out:
2123         return ret;
2124 }
2125 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2126
2127 /*
2128  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2129  *
2130  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2131  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2132  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2133  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2134  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2135  * @p has remained unscheduled the whole time.
2136  *
2137  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2138  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2139  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2140  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2141  * waiting to become inactive.
2142  */
2143 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2144 {
2145         int running, queued;
2146         struct rq_flags rf;
2147         unsigned long ncsw;
2148         struct rq *rq;
2149
2150         for (;;) {
2151                 /*
2152                  * We do the initial early heuristics without holding
2153                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2154                  * the runqueue lock when things look like they will
2155                  * work out!
2156                  */
2157                 rq = task_rq(p);
2158
2159                 /*
2160                  * If the task is actively running on another CPU
2161                  * still, just relax and busy-wait without holding
2162                  * any locks.
2163                  *
2164                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2165                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2166                  * But we don't care, since "task_running()" will
2167                  * return false if the runqueue has changed and p
2168                  * is actually now running somewhere else!
2169                  */
2170                 while (task_running(rq, p)) {
2171                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2172                                 return 0;
2173                         cpu_relax();
2174                 }
2175
2176                 /*
2177                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2178                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2179                  * just go back and repeat.
2180                  */
2181                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
2182                 trace_sched_wait_task(p);
2183                 running = task_running(rq, p);
2184                 queued = task_on_rq_queued(p);
2185                 ncsw = 0;
2186                 if (!match_state || p->state == match_state)
2187                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2188                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2189
2190                 /*
2191                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2192                  */
2193                 if (unlikely(!ncsw))
2194                         break;
2195
2196                 /*
2197                  * Was it really running after all now that we
2198                  * checked with the proper locks actually held?
2199                  *
2200                  * Oops. Go back and try again..
2201                  */
2202                 if (unlikely(running)) {
2203                         cpu_relax();
2204                         continue;
2205                 }
2206
2207                 /*
2208                  * It's not enough that it's not actively running,
2209                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2210                  * preempted!
2211                  *
2212                  * So if it was still runnable (but just not actively
2213                  * running right now), it's preempted, and we should
2214                  * yield - it could be a while.
2215                  */
2216                 if (unlikely(queued)) {
2217                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
2218
2219                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2220                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2221                         continue;
2222                 }
2223
2224                 /*
2225                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2226                  * runnable, which means that it will never become
2227                  * running in the future either. We're all done!
2228                  */
2229                 break;
2230         }
2231
2232         return ncsw;
2233 }
2234
2235 /***
2236  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2237  * @p: the to-be-kicked thread
2238  *
2239  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2240  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2241  *
2242  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2243  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2244  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2245  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2246  * achieved as well.
2247  */
2248 void kick_process(struct task_struct *p)
2249 {
2250         int cpu;
2251
2252         preempt_disable();
2253         cpu = task_cpu(p);
2254         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2255                 smp_send_reschedule(cpu);
2256         preempt_enable();
2257 }
2258 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2259
2260 /*
2261  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2262  *
2263  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2264  *
2265  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2266  *
2267  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2268  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2269  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2270  *    see it.
2271  *
2272  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2273  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2274  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2275  *    off.
2276  *
2277  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2278  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2279  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2280  * to satisfy the above rules.
2281  */
2282 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2283 {
2284         int nid = cpu_to_node(cpu);
2285         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2286         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2287         int dest_cpu;
2288
2289         /*
2290          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2291          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2292          * select the CPU on the other node.
2293          */
2294         if (nid != -1) {
2295                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2296
2297                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2298                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2299                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2300                                 continue;
2301                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2302                                 return dest_cpu;
2303                 }
2304         }
2305
2306         for (;;) {
2307                 /* Any allowed, online CPU? */
2308                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2309                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2310                                 continue;
2311
2312                         goto out;
2313                 }
2314
2315                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2316                 switch (state) {
2317                 case cpuset:
2318                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2319                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2320                                 state = possible;
2321                                 break;
2322                         }
2323                         /* Fall-through */
2324                 case possible:
2325                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2326                         state = fail;
2327                         break;
2328
2329                 case fail:
2330                         BUG();
2331                         break;
2332                 }
2333         }
2334
2335 out:
2336         if (state != cpuset) {
2337                 /*
2338                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2339                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2340                  * leave kernel.
2341                  */
2342                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2343                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2344                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2345                 }
2346         }
2347
2348         return dest_cpu;
2349 }
2350
2351 /*
2352  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2353  */
2354 static inline
2355 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2356 {
2357         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2358
2359         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2360                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2361         else
2362                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2363
2364         /*
2365          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2366          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2367          * CPU.
2368          *
2369          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2370          *
2371          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2372          *   not worry about this generic constraint ]
2373          */
2374         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2375                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2376
2377         return cpu;
2378 }
2379
2380 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2381 {
2382         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2383         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2384
2385         if (stop) {
2386                 /*
2387                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2388                  * userspace knows about and won't get confused about.
2389                  *
2390                  * Also, it will make PI more or less work without too
2391                  * much confusion -- but then, stop work should not
2392                  * rely on PI working anyway.
2393                  */
2394                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2395
2396                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2397         }
2398
2399         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2400
2401         if (old_stop) {
2402                 /*
2403                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2404                  * it can die in pieces.
2405                  */
2406                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2407         }
2408 }
2409
2410 #else
2411
2412 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2413                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2414 {
2415         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2416 }
2417
2418 #endif /* CONFIG_SMP */
2419
2420 static void
2421 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2422 {
2423         struct rq *rq;
2424
2425         if (!schedstat_enabled())
2426                 return;
2427
2428         rq = this_rq();
2429
2430 #ifdef CONFIG_SMP
2431         if (cpu == rq->cpu) {
2432                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2433                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2434         } else {
2435                 struct sched_domain *sd;
2436
2437                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2438                 rcu_read_lock();
2439                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2440                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2441                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2442                                 break;
2443                         }
2444                 }
2445                 rcu_read_unlock();
2446         }
2447
2448         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2449                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2450 #endif /* CONFIG_SMP */
2451
2452         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2453         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2454
2455         if (wake_flags & WF_SYNC)
2456                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2461  */
2462 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2463                            struct rq_flags *rf)
2464 {
2465         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2466         p->state = TASK_RUNNING;
2467         trace_sched_wakeup(p);
2468
2469 #ifdef CONFIG_SMP
2470         if (p->sched_class->task_woken) {
2471                 /*
2472                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2473                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2474                  */
2475                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2476                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2477                 rq_repin_lock(rq, rf);
2478         }
2479
2480         if (rq->idle_stamp) {
2481                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2482                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2483
2484                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2485
2486                 if (rq->avg_idle > max)
2487                         rq->avg_idle = max;
2488
2489                 rq->idle_stamp = 0;
2490         }
2491 #endif
2492 }
2493
2494 static void
2495 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2496                  struct rq_flags *rf)
2497 {
2498         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2499
2500         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2501
2502         if (p->sched_contributes_to_load)
2503                 rq->nr_uninterruptible--;
2504
2505 #ifdef CONFIG_SMP
2506         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2507                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2508 #endif
2509
2510         activate_task(rq, p, en_flags);
2511         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2512 }
2513
2514 /*
2515  * Consider @p being inside a wait loop:
2516  *
2517  *   for (;;) {
2518  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2519  *
2520  *      if (CONDITION)
2521  *         break;
2522  *
2523  *      schedule();
2524  *   }
2525  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
2526  *
2527  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
2528  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
2529  * an atomic manner.
2530  *
2531  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
2532  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
2533  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
2534  * need to do a full wakeup with enqueue.
2535  *
2536  * Returns: %true when the wakeup is done,
2537  *          %false otherwise.
2538  */
2539 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
2540 {
2541         struct rq_flags rf;
2542         struct rq *rq;
2543         int ret = 0;
2544
2545         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2546         if (task_on_rq_queued(p)) {
2547                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2548                 update_rq_clock(rq);
2549                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2550                 ret = 1;
2551         }
2552         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2553
2554         return ret;
2555 }
2556
2557 #ifdef CONFIG_SMP
2558 void sched_ttwu_pending(void *arg)
2559 {
2560         struct llist_node *llist = arg;
2561         struct rq *rq = this_rq();
2562         struct task_struct *p, *t;
2563         struct rq_flags rf;
2564
2565         if (!llist)
2566                 return;
2567
2568         /*
2569          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
2570          * Races such that false-negatives are possible, since they
2571          * are shorter lived that false-positives would be.
2572          */
2573         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
2574
2575         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2576         update_rq_clock(rq);
2577
2578         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
2579                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
2580                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2581
2582                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
2583                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
2584
2585                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2586         }
2587
2588         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2589 }
2590
2591 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
2592 {
2593         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2594
2595         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2596                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
2597         else
2598                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2599 }
2600
2601 /*
2602  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
2603  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
2604  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
2605  * of the wakeup instead of the waker.
2606  */
2607 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2608 {
2609         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2610
2611         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2612
2613         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
2614         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
2615 }
2616
2617 void wake_up_if_idle(int cpu)
2618 {
2619         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2620         struct rq_flags rf;
2621
2622         rcu_read_lock();
2623
2624         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2625                 goto out;
2626
2627         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2628                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2629         } else {
2630                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2631                 if (is_idle_task(rq->curr))
2632                         smp_send_reschedule(cpu);
2633                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2634                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2635         }
2636
2637 out:
2638         rcu_read_unlock();
2639 }
2640
2641 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2642 {
2643         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2644 }
2645
2646 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
2647 {
2648         /*
2649          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
2650          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
2651          */
2652         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
2653                 return true;
2654
2655         /*
2656          * If the task is descheduling and the only running task on the
2657          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
2658          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
2659          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
2660          */
2661         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
2662                 return true;
2663
2664         return false;
2665 }
2666
2667 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2668 {
2669         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
2670                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
2671                         return false;
2672
2673                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2674                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
2675                 return true;
2676         }
2677
2678         return false;
2679 }
2680
2681 #else /* !CONFIG_SMP */
2682
2683 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2684 {
2685         return false;
2686 }
2687
2688 #endif /* CONFIG_SMP */
2689
2690 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2691 {
2692         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2693         struct rq_flags rf;
2694
2695         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
2696                 return;
2697
2698         rq_lock(rq, &rf);
2699         update_rq_clock(rq);
2700         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2701         rq_unlock(rq, &rf);
2702 }
2703
2704 /*
2705  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2706  *
2707  *  MIGRATION
2708  *
2709  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2710  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2711  * execution on its new CPU [c1].
2712  *
2713  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2714  *
2715  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2716  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2717  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2718  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2719  *
2720  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2721  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2722  *
2723  * Example:
2724  *
2725  *   CPU0            CPU1            CPU2
2726  *
2727  *   LOCK rq(0)->lock
2728  *   sched-out X
2729  *   sched-in Y
2730  *   UNLOCK rq(0)->lock
2731  *
2732  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2733  *                                   dequeue X
2734  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2735  *
2736  *                                   LOCK rq(1)->lock
2737  *                                   enqueue X
2738  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2739  *
2740  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2741  *                   sched-out Z
2742  *                   sched-in X
2743  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2744  *
2745  *
2746  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2747  *
2748  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2749  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2750  * chain to provide order. Instead we do:
2751  *
2752  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
2753  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
2754  *
2755  * Example:
2756  *
2757  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2758  *
2759  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2760  *   dequeue X
2761  *   sched-out X
2762  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2763  *
2764  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2765  *                    X->state = WAKING
2766  *                    set_task_cpu(X,2)
2767  *
2768  *                    LOCK rq(2)->lock
2769  *                    enqueue X
2770  *                    X->state = RUNNING
2771  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2772  *
2773  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2774  *                                          sched-out Z
2775  *                                          sched-in X
2776  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2777  *
2778  *                    UNLOCK X->pi_lock
2779  *   UNLOCK rq(0)->lock
2780  *
2781  *
2782  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2783  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2784  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2785  */
2786
2787 /**
2788  * try_to_wake_up - wake up a thread
2789  * @p: the thread to be awakened
2790  * @state: the mask of task states that can be woken
2791  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2792  *
2793  * Conceptually does:
2794  *
2795  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2796  *
2797  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2798  *
2799  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
2800  *
2801  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
2802  * with set_current_state().
2803  *
2804  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
2805  *
2806  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
2807  *  - p->sched_class
2808  *  - p->cpus_ptr
2809  *  - p->sched_task_group
2810  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
2811  *
2812  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
2813  * Takes rq->lock in:
2814  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
2815  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
2816  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
2817  *
2818  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
2819  * many memory barriers and their comments for details.
2820  *
2821  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2822  *         %false otherwise.
2823  */
2824 static int
2825 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2826 {
2827         unsigned long flags;
2828         int cpu, success = 0;
2829
2830         preempt_disable();
2831         if (p == current) {
2832                 /*
2833                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2834                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2835                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
2836                  * without taking any locks.
2837                  *
2838                  * In particular:
2839                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2840                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2841                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2842                  */
2843                 if (!(p->state & state))
2844                         goto out;
2845
2846                 success = 1;
2847                 trace_sched_waking(p);
2848                 p->state = TASK_RUNNING;
2849                 trace_sched_wakeup(p);
2850                 goto out;
2851         }
2852
2853         /*
2854          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2855          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2856          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
2857          * in set_current_state() that the waiting thread does.
2858          */
2859         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2860         smp_mb__after_spinlock();
2861         if (!(p->state & state))
2862                 goto unlock;
2863
2864         trace_sched_waking(p);
2865
2866         /* We're going to change ->state: */
2867         success = 1;
2868
2869         /*
2870          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2871          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2872          * in smp_cond_load_acquire() below.
2873          *
2874          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2875          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2876          *   UNLOCK rq->lock
2877          *
2878          * __schedule() (switch to task 'p')
2879          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2880          *   smp_mb__after_spinlock();
2881          *   UNLOCK rq->lock
2882          *
2883          * [task p]
2884          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2885          *
2886          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2887          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2888          *
2889          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
2890          */
2891         smp_rmb();
2892         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
2893                 goto unlock;
2894
2895         if (p->in_iowait) {
2896                 delayacct_blkio_end(p);
2897                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2898         }
2899
2900 #ifdef CONFIG_SMP
2901         /*
2902          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2903          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2904          *
2905          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2906          * from the runqueue.
2907          *
2908          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2909          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2910          *   UNLOCK rq->lock
2911          *
2912          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2913          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2914          *   smp_mb__after_spinlock();
2915          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2916          *
2917          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2918          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2919          *
2920          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
2921          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
2922          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
2923          */
2924         smp_acquire__after_ctrl_dep();
2925
2926         /*
2927          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
2928          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
2929          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
2930          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
2931          */
2932         p->state = TASK_WAKING;
2933
2934         /*
2935          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2936          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
2937          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
2938          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
2939          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
2940          *
2941          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
2942          *
2943          * set_task_cpu(p, cpu);
2944          *   STORE p->cpu = @cpu
2945          * __schedule() (switch to task 'p')
2946          *   LOCK rq->lock
2947          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
2948          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
2949          *
2950          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
2951          * scheduling.
2952          */
2953         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
2954             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
2955                 goto unlock;
2956
2957         /*
2958          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2959          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2960          *
2961          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2962          *
2963          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2964          * their previous state and preserve Program Order.
2965          */
2966         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2967
2968         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2969         if (task_cpu(p) != cpu) {
2970                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2971                 psi_ttwu_dequeue(p);
2972                 set_task_cpu(p, cpu);
2973         }
2974 #else
2975         cpu = task_cpu(p);
2976 #endif /* CONFIG_SMP */
2977
2978         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2979 unlock:
2980         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2981 out:
2982         if (success)
2983                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
2984         preempt_enable();
2985
2986         return success;
2987 }
2988
2989 /**
2990  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
2991  * @p: Process for which the function is to be invoked.
2992  * @func: Function to invoke.
2993  * @arg: Argument to function.
2994  *
2995  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
2996  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
2997  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
2998  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
2999  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
3000  * lightweight.
3001  *
3002  * Returns:
3003  *      @false if the task slipped out from under the locks.
3004  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
3005  *              However, @func can override this by returning @false.
3006  */
3007 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
3008 {
3009         bool ret = false;
3010         struct rq_flags rf;
3011         struct rq *rq;
3012
3013         lockdep_assert_irqs_enabled();
3014         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
3015         if (p->on_rq) {
3016                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3017                 if (task_rq(p) == rq)
3018                         ret = func(p, arg);
3019                 rq_unlock(rq, &rf);
3020         } else {
3021                 switch (p->state) {
3022                 case TASK_RUNNING:
3023                 case TASK_WAKING:
3024                         break;
3025                 default:
3026                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
3027                         if (!p->on_rq)
3028                                 ret = func(p, arg);
3029                 }
3030         }
3031         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
3032         return ret;
3033 }
3034
3035 /**
3036  * wake_up_process - Wake up a specific process
3037  * @p: The process to be woken up.
3038  *
3039  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
3040  * processes.
3041  *
3042  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
3043  *
3044  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
3045  */
3046 int wake_up_process(struct task_struct *p)
3047 {
3048         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
3049 }
3050 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
3051
3052 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
3053 {
3054         return try_to_wake_up(p, state, 0);
3055 }
3056
3057 /*
3058  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
3059  * p is forked by current.
3060  *
3061  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
3062  */
3063 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3064 {
3065         p->on_rq                        = 0;
3066
3067         p->se.on_rq                     = 0;
3068         p->se.exec_start                = 0;
3069         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
3070         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
3071         p->se.nr_migrations             = 0;
3072         p->se.vruntime                  = 0;
3073         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
3074
3075 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3076         p->se.cfs_rq                    = NULL;
3077 #endif
3078
3079 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3080         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
3081         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
3082 #endif
3083
3084         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
3085         init_dl_task_timer(&p->dl);
3086         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
3087         __dl_clear_params(p);
3088
3089         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
3090         p->rt.timeout           = 0;
3091         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
3092         p->rt.on_rq             = 0;
3093         p->rt.on_list           = 0;
3094
3095 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3096         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
3097 #endif
3098
3099 #ifdef CONFIG_COMPACTION
3100         p->capture_control = NULL;
3101 #endif
3102         init_numa_balancing(clone_flags, p);
3103 #ifdef CONFIG_SMP
3104         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
3105 #endif
3106 }
3107
3108 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
3109
3110 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3111
3112 void set_numabalancing_state(bool enabled)
3113 {
3114         if (enabled)
3115                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
3116         else
3117                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
3118 }
3119
3120 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3121 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
3122                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
3123 {
3124         struct ctl_table t;
3125         int err;
3126         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
3127
3128         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3129                 return -EPERM;
3130
3131         t = *table;
3132         t.data = &state;
3133         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3134         if (err < 0)
3135                 return err;
3136         if (write)
3137                 set_numabalancing_state(state);
3138         return err;
3139 }
3140 #endif
3141 #endif
3142
3143 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3144
3145 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
3146 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
3147
3148 static void set_schedstats(bool enabled)
3149 {
3150         if (enabled)
3151                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
3152         else
3153                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
3154 }
3155
3156 void force_schedstat_enabled(void)
3157 {
3158         if (!schedstat_enabled()) {
3159                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
3160                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
3161         }
3162 }
3163
3164 static int __init setup_schedstats(char *str)
3165 {
3166         int ret = 0;
3167         if (!str)
3168                 goto out;
3169
3170         /*
3171          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
3172          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
3173          * variable so init_schedstats() can do it later.
3174          */
3175         if (!strcmp(str, "enable")) {
3176                 __sched_schedstats = true;
3177                 ret = 1;
3178         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
3179                 __sched_schedstats = false;
3180                 ret = 1;
3181         }
3182 out:
3183         if (!ret)
3184                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
3185
3186         return ret;
3187 }
3188 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
3189
3190 static void __init init_schedstats(void)
3191 {
3192         set_schedstats(__sched_schedstats);
3193 }
3194
3195 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3196 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
3197                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
3198 {
3199         struct ctl_table t;
3200         int err;
3201         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
3202
3203         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3204                 return -EPERM;
3205
3206         t = *table;
3207         t.data = &state;
3208         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3209         if (err < 0)
3210                 return err;
3211         if (write)
3212                 set_schedstats(state);
3213         return err;
3214 }
3215 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
3216 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
3217 static inline void init_schedstats(void) {}
3218 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
3219
3220 /*
3221  * fork()/clone()-time setup:
3222  */
3223 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3224 {
3225         unsigned long flags;
3226
3227         __sched_fork(clone_flags, p);
3228         /*
3229          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
3230          * nobody will actually run it, and a signal or other external
3231          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
3232          */
3233         p->state = TASK_NEW;
3234
3235         /*
3236          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
3237          */
3238         p->prio = current->normal_prio;
3239
3240         uclamp_fork(p);
3241
3242         /*
3243          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
3244          */
3245         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
3246                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3247                         p->policy = SCHED_NORMAL;
3248                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3249                         p->rt_priority = 0;
3250                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
3251                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3252
3253                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
3254                 set_load_weight(p, false);
3255
3256                 /*
3257                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
3258                  * fulfilled its duty:
3259                  */
3260                 p->sched_reset_on_fork = 0;
3261         }
3262
3263         if (dl_prio(p->prio))
3264                 return -EAGAIN;
3265         else if (rt_prio(p->prio))
3266                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3267         else
3268                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3269
3270         init_entity_runnable_average(&p->se);
3271
3272         /*
3273          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
3274          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
3275          * is ran before sched_fork().
3276          *
3277          * Silence PROVE_RCU.
3278          */
3279         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3280         rseq_migrate(p);
3281         /*
3282          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
3283          * so use __set_task_cpu().
3284          */
3285         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
3286         if (p->sched_class->task_fork)
3287                 p->sched_class->task_fork(p);
3288         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3289
3290 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
3291         if (likely(sched_info_on()))
3292                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3293 #endif
3294 #if defined(CONFIG_SMP)
3295         p->on_cpu = 0;
3296 #endif
3297         init_task_preempt_count(p);
3298 #ifdef CONFIG_SMP
3299         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3300         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
3301 #endif
3302         return 0;
3303 }
3304
3305 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
3306 {
3307         uclamp_post_fork(p);
3308 }
3309
3310 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
3311 {
3312         if (runtime == RUNTIME_INF)
3313                 return BW_UNIT;
3314
3315         /*
3316          * Doing this here saves a lot of checks in all
3317          * the calling paths, and returning zero seems
3318          * safe for them anyway.
3319          */
3320         if (period == 0)
3321                 return 0;
3322
3323         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
3324 }
3325
3326 /*
3327  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3328  *
3329  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3330  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3331  * on the runqueue and wakes it.
3332  */
3333 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3334 {
3335         struct rq_flags rf;
3336         struct rq *rq;
3337
3338         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3339         p->state = TASK_RUNNING;
3340 #ifdef CONFIG_SMP
3341         /*
3342          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3343          *  - cpus_ptr can change in the fork path
3344          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
3345          *
3346          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
3347          * as we're not fully set-up yet.
3348          */
3349         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
3350         rseq_migrate(p);
3351         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
3352 #endif
3353         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3354         update_rq_clock(rq);
3355         post_init_entity_util_avg(p);
3356
3357         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
3358         trace_sched_wakeup_new(p);
3359         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3360 #ifdef CONFIG_SMP
3361         if (p->sched_class->task_woken) {
3362                 /*
3363                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
3364                  * drop it.
3365                  */
3366                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3367                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3368                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3369         }
3370 #endif
3371         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3372 }
3373
3374 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3375
3376 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3377
3378 void preempt_notifier_inc(void)
3379 {
3380         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3381 }
3382 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3383
3384 void preempt_notifier_dec(void)
3385 {
3386         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3387 }
3388 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3389
3390 /**
3391  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3392  * @notifier: notifier struct to register
3393  */
3394 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3395 {
3396         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3397                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3398
3399         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3400 }
3401 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3402
3403 /**
3404  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3405  * @notifier: notifier struct to unregister
3406  *
3407  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3408  */
3409 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3410 {
3411         hlist_del(&notifier->link);
3412 }
3413 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3414
3415 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3416 {
3417         struct preempt_notifier *notifier;
3418
3419         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3420                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3421 }
3422
3423 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3424 {
3425         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3426                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3427 }
3428
3429 static void
3430 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3431                                    struct task_struct *next)
3432 {
3433         struct preempt_notifier *notifier;
3434
3435         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3436                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3437 }
3438
3439 static __always_inline void
3440 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3441                                  struct task_struct *next)
3442 {
3443         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3444                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3445 }
3446
3447 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3448
3449 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3450 {
3451 }
3452
3453 static inline void
3454 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3455                                  struct task_struct *next)
3456 {
3457 }
3458
3459 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3460
3461 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3462 {
3463 #ifdef CONFIG_SMP
3464         /*
3465          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3466          * such that any running task will have this set.
3467          *
3468          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
3469          */
3470         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
3471 #endif
3472 }
3473
3474 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3475 {
3476 #ifdef CONFIG_SMP
3477         /*
3478          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
3479          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
3480          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3481          * finished.
3482          *
3483          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3484          * happen before this.
3485          *
3486          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3487          */
3488         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3489 #endif
3490 }
3491
3492 static inline void
3493 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3494 {
3495         /*
3496          * Since the runqueue lock will be released by the next
3497          * task (which is an invalid locking op but in the case
3498          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3499          * do an early lockdep release here:
3500          */
3501         rq_unpin_lock(rq, rf);
3502         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3503 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3504         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3505         rq->lock.owner = next;
3506 #endif
3507 }
3508
3509 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3510 {
3511         /*
3512          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3513          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3514          * prev into current:
3515          */
3516         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3517         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3518 }
3519
3520 /*
3521  * NOP if the arch has not defined these:
3522  */
3523
3524 #ifndef prepare_arch_switch
3525 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3526 #endif
3527
3528 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3529 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3530 #endif
3531
3532 /**
3533  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3534  * @rq: the runqueue preparing to switch
3535  * @prev: the current task that is being switched out
3536  * @next: the task we are going to switch to.
3537  *
3538  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3539  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3540  * switch.
3541  *
3542  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3543  * hooks.
3544  */
3545 static inline void
3546 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3547                     struct task_struct *next)
3548 {
3549         kcov_prepare_switch(prev);
3550         sched_info_switch(rq, prev, next);
3551         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3552         rseq_preempt(prev);
3553         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3554         prepare_task(next);
3555         prepare_arch_switch(next);
3556 }
3557
3558 /**
3559  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3560  * @prev: the thread we just switched away from.
3561  *
3562  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3563  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3564  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3565  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3566  *
3567  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3568  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3569  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3570  * details.)
3571  *
3572  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3573  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3574  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3575  * because prev may have moved to another CPU.
3576  */
3577 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3578         __releases(rq->lock)
3579 {
3580         struct rq *rq = this_rq();
3581         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3582         long prev_state;
3583
3584         /*
3585          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3586          * because it left us after:
3587          *
3588          *      schedule()
3589          *        preempt_disable();                    // 1
3590          *        __schedule()
3591          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3592          *
3593          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3594          */
3595         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3596                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3597                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3598                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3599
3600         rq->prev_mm = NULL;
3601
3602         /*
3603          * A task struct has one reference for the use as "current".
3604          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3605          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3606          * the scheduled task must drop that reference.
3607          *
3608          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3609          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3610          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3611          * transition, resulting in a double drop.
3612          */
3613         prev_state = prev->state;
3614         vtime_task_switch(prev);
3615         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3616         finish_task(prev);
3617         finish_lock_switch(rq);
3618         finish_arch_post_lock_switch();
3619         kcov_finish_switch(current);
3620
3621         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3622         /*
3623          * When switching through a kernel thread, the loop in
3624          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3625          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3626          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3627          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3628          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3629          *
3630          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3631          *   provided by mmdrop(),
3632          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3633          */
3634         if (mm) {
3635                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3636                 mmdrop(mm);
3637         }
3638         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3639                 if (prev->sched_class->task_dead)
3640                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3641
3642                 /*
3643                  * Remove function-return probe instances associated with this
3644                  * task and put them back on the free list.
3645                  */
3646                 kprobe_flush_task(prev);
3647
3648                 /* Task is done with its stack. */
3649                 put_task_stack(prev);
3650
3651                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3652         }
3653
3654         tick_nohz_task_switch();
3655         return rq;
3656 }
3657
3658 #ifdef CONFIG_SMP
3659
3660 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3661 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3662 {
3663         struct callback_head *head, *next;
3664         void (*func)(struct rq *rq);
3665         unsigned long flags;
3666
3667         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3668         head = rq->balance_callback;
3669         rq->balance_callback = NULL;
3670         while (head) {
3671                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3672                 next = head->next;
3673                 head->next = NULL;
3674                 head = next;
3675
3676                 func(rq);
3677         }
3678         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3679 }
3680
3681 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3682 {
3683         if (unlikely(rq->balance_callback))
3684                 __balance_callback(rq);
3685 }
3686
3687 #else
3688
3689 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3690 {
3691 }
3692
3693 #endif
3694
3695 /**
3696  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3697  * @prev: the thread we just switched away from.
3698  */
3699 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3700         __releases(rq->lock)
3701 {
3702         struct rq *rq;
3703
3704         /*
3705          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3706          * finish_task_switch() for details.
3707          *
3708          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3709          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3710          * PREEMPT_COUNT kernels).
3711          */
3712
3713         rq = finish_task_switch(prev);
3714         balance_callback(rq);
3715         preempt_enable();
3716
3717         if (current->set_child_tid)
3718                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3719
3720         calculate_sigpending();
3721 }
3722
3723 /*
3724  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3725  */
3726 static __always_inline struct rq *
3727 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3728                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3729 {
3730         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3731
3732         /*
3733          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3734          * combine the page table reload and the switch backend into
3735          * one hypercall.
3736          */
3737         arch_start_context_switch(prev);
3738
3739         /*
3740          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3741          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3742          *
3743          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3744          *   user ->   user   switch
3745          */
3746         if (!next->mm) {                                // to kernel
3747                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3748
3749                 next->active_mm = prev->active_mm;
3750                 if (prev->mm)                           // from user
3751                         mmgrab(prev->active_mm);
3752                 else
3753                         prev->active_mm = NULL;
3754         } else {                                        // to user
3755                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3756                 /*
3757                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3758                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3759                  *
3760                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3761                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3762                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3763                  */
3764                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3765
3766                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3767                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3768                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3769                         prev->active_mm = NULL;
3770                 }
3771         }
3772
3773         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3774
3775         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3776
3777         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3778         switch_to(prev, next, prev);
3779         barrier();
3780
3781         return finish_task_switch(prev);
3782 }
3783
3784 /*
3785  * nr_running and nr_context_switches:
3786  *
3787  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3788  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3789  */
3790 unsigned long nr_running(void)
3791 {
3792         unsigned long i, sum = 0;
3793
3794         for_each_online_cpu(i)
3795                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3796
3797         return sum;
3798 }
3799
3800 /*
3801  * Check if only the current task is running on the CPU.
3802  *
3803  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3804  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3805  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3806  *
3807  * - from a non-preemptible section (of course)
3808  *
3809  * - from a thread that is bound to a single CPU
3810  *
3811  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3812  */
3813 bool single_task_running(void)
3814 {
3815         return raw_rq()->nr_running == 1;
3816 }
3817 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3818
3819 unsigned long long nr_context_switches(void)
3820 {
3821         int i;
3822         unsigned long long sum = 0;
3823
3824         for_each_possible_cpu(i)
3825                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3826
3827         return sum;
3828 }
3829
3830 /*
3831  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3832  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3833  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3834  * it does become runnable.
3835  */
3836
3837 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3838 {
3839         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3840 }
3841
3842 /*
3843  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3844  *
3845  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3846  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3847  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3848  *
3849  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3850  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3851  * running and we'd not be idle.
3852  *
3853  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3854  * is broken.
3855  *
3856  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3857  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3858  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3859  * utilising both CPUs.
3860  *
3861  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3862  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3863  *
3864  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3865  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3866  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3867  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3868  *
3869  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3870  */
3871
3872 unsigned long nr_iowait(void)
3873 {
3874         unsigned long i, sum = 0;
3875
3876         for_each_possible_cpu(i)
3877                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3878
3879         return sum;
3880 }
3881
3882 #ifdef CONFIG_SMP
3883
3884 /*
3885  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3886  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3887  */
3888 void sched_exec(void)
3889 {
3890         struct task_struct *p = current;
3891         unsigned long flags;
3892         int dest_cpu;
3893
3894         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3895         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3896         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3897                 goto unlock;
3898
3899         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3900                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3901
3902                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3903                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3904                 return;
3905         }
3906 unlock:
3907         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3908 }
3909
3910 #endif
3911
3912 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3913 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3914
3915 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3916 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3917
3918 /*
3919  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3920  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3921  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3922  * Prefetching this data results in improved performance.
3923  */
3924 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3925 {
3926 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3927         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3928 #else
3929         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3930 #endif
3931         prefetch(curr);
3932         prefetch(&curr->exec_start);
3933 }
3934
3935 /*
3936  * Return accounted runtime for the task.
3937  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3938  * pending runtime that have not been accounted yet.
3939  */
3940 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3941 {
3942         struct rq_flags rf;
3943         struct rq *rq;
3944         u64 ns;
3945
3946 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3947         /*
3948          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3949          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3950          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3951          *
3952          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3953          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3954          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3955          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3956          * been accounted, so we're correct here as well.
3957          */
3958         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3959                 return p->se.sum_exec_runtime;
3960 #endif
3961
3962         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3963         /*
3964          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3965          * project cycles that may never be accounted to this
3966          * thread, breaking clock_gettime().
3967          */
3968         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3969                 prefetch_curr_exec_start(p);
3970                 update_rq_clock(rq);
3971                 p->sched_class->update_curr(rq);
3972         }
3973         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3974         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3975
3976         return ns;
3977 }
3978
3979 /*
3980  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3981  * We call it with interrupts disabled.
3982  */
3983 void scheduler_tick(void)
3984 {
3985         int cpu = smp_processor_id();
3986         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3987         struct task_struct *curr = rq->curr;
3988         struct rq_flags rf;
3989         unsigned long thermal_pressure;
3990
3991         arch_scale_freq_tick();
3992         sched_clock_tick();
3993
3994         rq_lock(rq, &rf);
3995
3996         update_rq_clock(rq);
3997         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
3998         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
3999         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4000         calc_global_load_tick(rq);
4001         psi_task_tick(rq);
4002
4003         rq_unlock(rq, &rf);
4004
4005         perf_event_task_tick();
4006
4007 #ifdef CONFIG_SMP
4008         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4009         trigger_load_balance(rq);
4010 #endif
4011 }
4012
4013 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
4014
4015 struct tick_work {
4016         int                     cpu;
4017         atomic_t                state;
4018         struct delayed_work     work;
4019 };
4020 /* Values for ->state, see diagram below. */
4021 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
4022 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
4023 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
4024
4025 /*
4026  * State diagram for ->state:
4027  *
4028  *
4029  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
4030  *                    |   ^
4031  *                    |   |
4032  *                    |   | sched_tick_remote()
4033  *                    |   |
4034  *                    |   |
4035  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
4036  *                    |   ^
4037  *                    |   |
4038  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
4039  *                    |   |
4040  *                    V   |
4041  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
4042  *
4043  *
4044  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
4045  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
4046  */
4047
4048 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
4049
4050 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
4051 {
4052         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
4053         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
4054         int cpu = twork->cpu;
4055         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4056         struct task_struct *curr;
4057         struct rq_flags rf;
4058         u64 delta;
4059         int os;
4060
4061         /*
4062          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
4063          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
4064          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
4065          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
4066          * of when exactly it is running.
4067          */
4068         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
4069                 goto out_requeue;
4070
4071         rq_lock_irq(rq, &rf);
4072         curr = rq->curr;
4073         if (cpu_is_offline(cpu))
4074                 goto out_unlock;
4075
4076         update_rq_clock(rq);
4077
4078         if (!is_idle_task(curr)) {
4079                 /*
4080                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
4081                  * amount of time.
4082                  */
4083                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
4084                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
4085         }
4086         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4087
4088         calc_load_nohz_remote(rq);
4089 out_unlock:
4090         rq_unlock_irq(rq, &rf);
4091 out_requeue:
4092
4093         /*
4094          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
4095          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
4096          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
4097          * first update state to reflect hotplug activity if required.
4098          */
4099         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4100         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
4101         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
4102                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
4103 }
4104
4105 static void sched_tick_start(int cpu)
4106 {
4107         int os;
4108         struct tick_work *twork;
4109
4110         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
4111                 return;
4112
4113         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
4114
4115         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
4116         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4117         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4118         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
4119                 twork->cpu = cpu;
4120                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
4121                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
4122         }
4123 }
4124
4125 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4126 static void sched_tick_stop(int cpu)
4127 {
4128         struct tick_work *twork;
4129         int os;
4130
4131         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
4132                 return;
4133
4134         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
4135
4136         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
4137         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
4138         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
4139         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4140         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
4141 }
4142 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4143
4144 int __init sched_tick_offload_init(void)
4145 {
4146         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
4147         BUG_ON(!tick_work_cpu);
4148         return 0;
4149 }
4150
4151 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
4152 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
4153 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
4154 #endif
4155
4156 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4157                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
4158 /*
4159  * If the value passed in is equal to the current preempt count
4160  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
4161  */
4162 static inline void preempt_latency_start(int val)
4163 {
4164         if (preempt_count() == val) {
4165                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
4166 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4167                 current->preempt_disable_ip = ip;
4168 #endif
4169                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
4170         }
4171 }
4172
4173 void preempt_count_add(int val)
4174 {
4175 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4176         /*
4177          * Underflow?
4178          */
4179         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4180                 return;
4181 #endif
4182         __preempt_count_add(val);
4183 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4184         /*
4185          * Spinlock count overflowing soon?
4186          */
4187         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4188                                 PREEMPT_MASK - 10);
4189 #endif
4190         preempt_latency_start(val);
4191 }
4192 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
4193 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
4194
4195 /*
4196  * If the value passed in equals to the current preempt count
4197  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
4198  */
4199 static inline void preempt_latency_stop(int val)
4200 {
4201         if (preempt_count() == val)
4202                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
4203 }
4204
4205 void preempt_count_sub(int val)
4206 {
4207 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4208         /*
4209          * Underflow?
4210          */
4211         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4212                 return;
4213         /*
4214          * Is the spinlock portion underflowing?
4215          */
4216         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4217                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4218                 return;
4219 #endif
4220
4221         preempt_latency_stop(val);
4222         __preempt_count_sub(val);
4223 }
4224 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
4225 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
4226
4227 #else
4228 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
4229 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
4230 #endif
4231
4232 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
4233 {
4234 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4235         return p->preempt_disable_ip;
4236 #else
4237         return 0;
4238 #endif
4239 }
4240
4241 /*
4242  * Print scheduling while atomic bug:
4243  */
4244 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4245 {
4246         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
4247         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
4248
4249         if (oops_in_progress)
4250                 return;
4251
4252         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4253                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4254
4255         debug_show_held_locks(prev);
4256         print_modules();
4257         if (irqs_disabled())
4258                 print_irqtrace_events(prev);
4259         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
4260             && in_atomic_preempt_off()) {
4261                 pr_err("Preemption disabled at:");
4262                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
4263         }
4264         if (panic_on_warn)
4265                 panic("scheduling while atomic\n");
4266
4267         dump_stack();
4268         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
4269 }
4270
4271 /*
4272  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4273  */
4274 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
4275 {
4276 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
4277         if (task_stack_end_corrupted(prev))
4278                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
4279
4280         if (task_scs_end_corrupted(prev))
4281                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
4282 #endif
4283
4284 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
4285         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
4286                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
4287                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
4288                 dump_stack();
4289                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
4290         }
4291 #endif
4292
4293         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
4294                 __schedule_bug(prev);
4295                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
4296         }
4297         rcu_sleep_check();
4298
4299         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4300
4301         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
4302 }
4303
4304 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4305                                   struct rq_flags *rf)
4306 {
4307 #ifdef CONFIG_SMP
4308         const struct sched_class *class;
4309         /*
4310          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
4311          * that when we release the rq->lock the task is in the same
4312          * state as before we took rq->lock.
4313          *
4314          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
4315          * a runnable task of @class priority or higher.
4316          */
4317         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
4318                 if (class->balance(rq, prev, rf))
4319                         break;
4320         }
4321 #endif
4322
4323         put_prev_task(rq, prev);
4324 }
4325
4326 /*
4327  * Pick up the highest-prio task:
4328  */
4329 static inline struct task_struct *
4330 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
4331 {
4332         const struct sched_class *class;
4333         struct task_struct *p;
4334
4335         /*
4336          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
4337          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
4338          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
4339          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
4340          */
4341         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
4342                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4343
4344                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
4345                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
4346                         goto restart;
4347
4348                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
4349                 if (!p) {
4350                         put_prev_task(rq, prev);
4351                         p = pick_next_task_idle(rq);
4352                 }
4353
4354                 return p;
4355         }
4356
4357 restart:
4358         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
4359
4360         for_each_class(class) {
4361                 p = class->pick_next_task(rq);
4362                 if (p)
4363                         return p;
4364         }
4365
4366         /* The idle class should always have a runnable task: */
4367         BUG();
4368 }
4369
4370 /*
4371  * __schedule() is the main scheduler function.
4372  *
4373  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4374  *
4375  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4376  *
4377  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4378  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4379  *
4380  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4381  *      interrupt handler scheduler_tick().
4382  *
4383  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
4384  *      task to the run-queue and that's it.
4385  *
4386  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
4387  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
4388  *      called on the nearest possible occasion:
4389  *
4390  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
4391  *
4392  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4393  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4394  *           spin_unlock()!)
4395  *
4396  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4397  *           preemptible context
4398  *
4399  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4400  *         then at the next:
4401  *
4402  *          - cond_resched() call
4403  *          - explicit schedule() call
4404  *          - return from syscall or exception to user-space
4405  *          - return from interrupt-handler to user-space
4406  *
4407  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4408  */
4409 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4410 {
4411         struct task_struct *prev, *next;
4412         unsigned long *switch_count;
4413         unsigned long prev_state;
4414         struct rq_flags rf;
4415         struct rq *rq;
4416         int cpu;
4417
4418         cpu = smp_processor_id();
4419         rq = cpu_rq(cpu);
4420         prev = rq->curr;
4421
4422         schedule_debug(prev, preempt);
4423
4424         if (sched_feat(HRTICK))
4425                 hrtick_clear(rq);
4426
4427         local_irq_disable();
4428         rcu_note_context_switch(preempt);
4429
4430         /*
4431          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4432          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4433          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
4434          *
4435          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
4436          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
4437          *                                        wake_up_state(p, state)
4438          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
4439          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
4440          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
4441          *
4442          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
4443          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4444          */
4445         rq_lock(rq, &rf);
4446         smp_mb__after_spinlock();
4447
4448         /* Promote REQ to ACT */
4449         rq->clock_update_flags <<= 1;
4450         update_rq_clock(rq);
4451
4452         switch_count = &prev->nivcsw;
4453
4454         /*
4455          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
4456          * that:
4457          *
4458          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
4459          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
4460          */
4461         prev_state = prev->state;
4462         if (!preempt && prev_state) {
4463                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
4464                         prev->state = TASK_RUNNING;
4465                 } else {
4466                         prev->sched_contributes_to_load =
4467                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
4468                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
4469                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
4470
4471                         if (prev->sched_contributes_to_load)
4472                                 rq->nr_uninterruptible++;
4473
4474                         /*
4475                          * __schedule()                 ttwu()
4476                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
4477                          *   if (prev_state)                goto out;
4478                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
4479                          *                                p->state = TASK_WAKING
4480                          *
4481                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
4482                          *
4483                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
4484                          */
4485                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4486
4487                         if (prev->in_iowait) {
4488                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4489                                 delayacct_blkio_start();
4490                         }
4491                 }
4492                 switch_count = &prev->nvcsw;
4493         }
4494
4495         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4496         clear_tsk_need_resched(prev);
4497         clear_preempt_need_resched();
4498
4499         if (likely(prev != next)) {
4500                 rq->nr_switches++;
4501                 /*
4502                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4503                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4504                  */
4505                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4506                 /*
4507                  * The membarrier system call requires each architecture
4508                  * to have a full memory barrier after updating
4509                  * rq->curr, before returning to user-space.
4510                  *
4511                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4512                  * various architectures:
4513                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4514                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4515                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4516                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4517                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4518                  *   is a RELEASE barrier),
4519                  */
4520                 ++*switch_count;
4521
4522                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
4523
4524                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4525
4526                 /* Also unlocks the rq: */
4527                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4528         } else {
4529                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4530                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4531         }
4532
4533         balance_callback(rq);
4534 }
4535
4536 void __noreturn do_task_dead(void)
4537 {
4538         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4539         set_special_state(TASK_DEAD);
4540
4541         /* Tell freezer to ignore us: */
4542         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4543
4544         __schedule(false);
4545         BUG();
4546
4547         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4548         for (;;)
4549                 cpu_relax();
4550 }
4551
4552 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4553 {
4554         if (!tsk->state)
4555                 return;
4556
4557         /*
4558          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4559          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4560          * As this function is called inside the schedule() context,
4561          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4562          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4563          * requires it.
4564          */
4565         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4566                 preempt_disable();
4567                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4568                         wq_worker_sleeping(tsk);
4569                 else
4570                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4571                 preempt_enable_no_resched();
4572         }
4573
4574         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4575                 return;
4576
4577         /*
4578          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4579          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4580          */
4581         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4582                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4583 }
4584
4585 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4586 {
4587         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4588                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4589                         wq_worker_running(tsk);
4590                 else
4591                         io_wq_worker_running(tsk);
4592         }
4593 }
4594
4595 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4596 {
4597         struct task_struct *tsk = current;
4598
4599         sched_submit_work(tsk);
4600         do {
4601                 preempt_disable();
4602                 __schedule(false);
4603                 sched_preempt_enable_no_resched();
4604         } while (need_resched());
4605         sched_update_worker(tsk);
4606 }
4607 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4608
4609 /*
4610  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4611  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4612  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4613  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4614  * (schedule out non-voluntarily).
4615  *
4616  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4617  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4618  */
4619 void __sched schedule_idle(void)
4620 {
4621         /*
4622          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4623          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4624          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4625          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4626          * TASK_RUNNING state.
4627          */
4628         WARN_ON_ONCE(current->state);
4629         do {
4630                 __schedule(false);
4631         } while (need_resched());
4632 }
4633
4634 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4635 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4636 {
4637         /*
4638          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4639          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4640          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4641          * we find a better solution.
4642          *
4643          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4644          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4645          * too frequently to make sense yet.
4646          */
4647         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4648         schedule();
4649         exception_exit(prev_state);
4650 }
4651 #endif
4652
4653 /**
4654  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4655  *
4656  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4657  */
4658 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4659 {
4660         sched_preempt_enable_no_resched();
4661         schedule();
4662         preempt_disable();
4663 }
4664
4665 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4666 {
4667         do {
4668                 /*
4669                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4670                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4671                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4672                  * by the function tracer will call this function again and
4673                  * cause infinite recursion.
4674                  *
4675                  * Preemption must be disabled here before the function
4676                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4677                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4678                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4679                  * which can also be traced by the function tracer.
4680                  */
4681                 preempt_disable_notrace();
4682                 preempt_latency_start(1);
4683                 __schedule(true);
4684                 preempt_latency_stop(1);
4685                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4686
4687                 /*
4688                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4689                  * between schedule and now.
4690                  */
4691         } while (need_resched());
4692 }
4693
4694 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4695 /*
4696  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4697  * off of preempt_enable.
4698  */
4699 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4700 {
4701         /*
4702          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4703          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4704          */
4705         if (likely(!preemptible()))
4706                 return;
4707
4708         preempt_schedule_common();
4709 }
4710 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4711 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4712
4713 /**
4714  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4715  *
4716  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4717  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4718  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4719  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4720  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4721  * to be called when the system is still in usermode.
4722  *
4723  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4724  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4725  * calling the scheduler.
4726  */
4727 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4728 {
4729         enum ctx_state prev_ctx;
4730
4731         if (likely(!preemptible()))
4732                 return;
4733
4734         do {
4735                 /*
4736                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4737                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4738                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4739                  * by the function tracer will call this function again and
4740                  * cause infinite recursion.
4741                  *
4742                  * Preemption must be disabled here before the function
4743                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4744                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4745                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4746                  * which can also be traced by the function tracer.
4747                  */
4748                 preempt_disable_notrace();
4749                 preempt_latency_start(1);
4750                 /*
4751                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4752                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4753                  * an infinite recursion.
4754                  */
4755                 prev_ctx = exception_enter();
4756                 __schedule(true);
4757                 exception_exit(prev_ctx);
4758
4759                 preempt_latency_stop(1);
4760                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4761         } while (need_resched());
4762 }
4763 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4764
4765 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4766
4767 /*
4768  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4769  * off of irq context.
4770  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4771  * protect us against recursive calling from irq.
4772  */
4773 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4774 {
4775         enum ctx_state prev_state;
4776
4777         /* Catch callers which need to be fixed */
4778         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4779
4780         prev_state = exception_enter();
4781
4782         do {
4783                 preempt_disable();
4784                 local_irq_enable();
4785                 __schedule(true);
4786                 local_irq_disable();
4787                 sched_preempt_enable_no_resched();
4788         } while (need_resched());
4789
4790         exception_exit(prev_state);
4791 }
4792
4793 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4794                           void *key)
4795 {
4796         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
4797         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4798 }
4799 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4800
4801 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4802
4803 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4804 {
4805         if (pi_task)
4806                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4807
4808         return prio;
4809 }
4810
4811 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4812 {
4813         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4814
4815         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4816 }
4817
4818 /*
4819  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4820  * @p: task to boost
4821  * @pi_task: donor task
4822  *
4823  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4824  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4825  *
4826  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4827  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4828  */
4829 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4830 {
4831         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4832                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4833         const struct sched_class *prev_class;
4834         struct rq_flags rf;
4835         struct rq *rq;
4836
4837         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4838         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4839
4840         /*
4841          * If nothing changed; bail early.
4842          */
4843         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4844                 return;
4845
4846         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4847         update_rq_clock(rq);
4848         /*
4849          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4850          * either lock.
4851          *
4852          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4853          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4854          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4855          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4856          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4857          */
4858         p->pi_top_task = pi_task;
4859
4860         /*
4861          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4862          */
4863         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4864                 goto out_unlock;
4865
4866         /*
4867          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4868          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4869          *
4870          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4871          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4872          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4873          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4874          * with interrupts disabled and will complete the lock
4875          * protected section without being interrupted. So there is no
4876          * real need to boost.
4877          */
4878         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4879                 WARN_ON(p != rq->curr);
4880                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4881                 goto out_unlock;
4882         }
4883
4884         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4885         oldprio = p->prio;
4886
4887         if (oldprio == prio)
4888                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4889
4890         prev_class = p->sched_class;
4891         queued = task_on_rq_queued(p);
4892         running = task_current(rq, p);
4893         if (queued)
4894                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4895         if (running)
4896                 put_prev_task(rq, p);
4897
4898         /*
4899          * Boosting condition are:
4900          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4901          *      --> -dl task blocks on mutex A
4902          *
4903          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4904          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4905          *          running task
4906          */
4907         if (dl_prio(prio)) {
4908                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4909                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
4910                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4911                         p->dl.dl_boosted = 1;
4912                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4913                 } else
4914                         p->dl.dl_boosted = 0;
4915                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4916         } else if (rt_prio(prio)) {
4917                 if (dl_prio(oldprio))
4918                         p->dl.dl_boosted = 0;
4919                 if (oldprio < prio)
4920                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4921                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4922         } else {
4923                 if (dl_prio(oldprio))
4924                         p->dl.dl_boosted = 0;
4925                 if (rt_prio(oldprio))
4926                         p->rt.timeout = 0;
4927                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4928         }
4929
4930         p->prio = prio;
4931
4932         if (queued)
4933                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4934         if (running)
4935                 set_next_task(rq, p);
4936
4937         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4938 out_unlock:
4939         /* Avoid rq from going away on us: */
4940         preempt_disable();
4941         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4942
4943         balance_callback(rq);
4944         preempt_enable();
4945 }
4946 #else
4947 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4948 {
4949         return prio;
4950 }
4951 #endif
4952
4953 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4954 {
4955         bool queued, running;
4956         int old_prio;
4957         struct rq_flags rf;
4958         struct rq *rq;
4959
4960         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4961                 return;
4962         /*
4963          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4964          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4965          */
4966         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4967         update_rq_clock(rq);
4968
4969         /*
4970          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4971          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4972          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4973          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4974          */
4975         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4976                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4977                 goto out_unlock;
4978         }
4979         queued = task_on_rq_queued(p);
4980         running = task_current(rq, p);
4981         if (queued)
4982                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4983         if (running)
4984                 put_prev_task(rq, p);
4985
4986         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4987         set_load_weight(p, true);
4988         old_prio = p->prio;
4989         p->prio = effective_prio(p);
4990
4991         if (queued)
4992                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4993         if (running)
4994                 set_next_task(rq, p);
4995
4996         /*
4997          * If the task increased its priority or is running and
4998          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4999          */
5000         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
5001
5002 out_unlock:
5003         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5004 }
5005 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5006
5007 /*
5008  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5009  * @p: task
5010  * @nice: nice value
5011  */
5012 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5013 {
5014         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
5015         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
5016
5017         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
5018                 capable(CAP_SYS_NICE));
5019 }
5020
5021 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5022
5023 /*
5024  * sys_nice - change the priority of the current process.
5025  * @increment: priority increment
5026  *
5027  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5028  * does similar things.
5029  */
5030 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5031 {
5032         long nice, retval;
5033
5034         /*
5035          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5036          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5037          * and we have a single winner.
5038          */
5039         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
5040         nice = task_nice(current) + increment;
5041
5042         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5043         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5044                 return -EPERM;
5045
5046         retval = security_task_setnice(current, nice);
5047         if (retval)
5048                 return retval;
5049
5050         set_user_nice(current, nice);
5051         return 0;
5052 }
5053
5054 #endif
5055
5056 /**
5057  * task_prio - return the priority value of a given task.
5058  * @p: the task in question.
5059  *
5060  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
5061  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5062  * around 0, value goes from -16 to +15.
5063  */
5064 int task_prio(const struct task_struct *p)
5065 {
5066         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5067 }
5068
5069 /**
5070  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
5071  * @cpu: the processor in question.
5072  *
5073  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
5074  */
5075 int idle_cpu(int cpu)
5076 {
5077         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5078
5079         if (rq->curr != rq->idle)
5080                 return 0;
5081
5082         if (rq->nr_running)
5083                 return 0;
5084
5085 #ifdef CONFIG_SMP
5086         if (rq->ttwu_pending)
5087                 return 0;
5088 #endif
5089
5090         return 1;
5091 }
5092
5093 /**
5094  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
5095  * @cpu: the CPU in question.
5096  *
5097  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
5098  */
5099 int available_idle_cpu(int cpu)
5100 {
5101         if (!idle_cpu(cpu))
5102                 return 0;
5103
5104         if (vcpu_is_preempted(cpu))
5105                 return 0;
5106
5107         return 1;
5108 }
5109
5110 /**
5111  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
5112  * @cpu: the processor in question.
5113  *
5114  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
5115  */
5116 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5117 {
5118         return cpu_rq(cpu)->idle;
5119 }
5120
5121 /**
5122  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5123  * @pid: the pid in question.
5124  *
5125  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
5126  */
5127 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5128 {
5129         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5130 }
5131
5132 /*
5133  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
5134  * it calls know not to change it.
5135  */
5136 #define SETPARAM_POLICY -1
5137
5138 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
5139                 const struct sched_attr *attr)
5140 {
5141         int policy = attr->sched_policy;
5142
5143         if (policy == SETPARAM_POLICY)
5144                 policy = p->policy;
5145
5146         p->policy = policy;
5147
5148         if (dl_policy(policy))
5149                 __setparam_dl(p, attr);
5150         else if (fair_policy(policy))
5151                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
5152
5153         /*
5154          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
5155          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
5156          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
5157          */
5158         p->rt_priority = attr->sched_priority;
5159         p->normal_prio = normal_prio(p);
5160         set_load_weight(p, true);
5161 }
5162
5163 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
5164 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
5165                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
5166 {
5167         /*
5168          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
5169          * either.
5170          */
5171         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
5172                 return;
5173
5174         __setscheduler_params(p, attr);
5175
5176         /*
5177          * Keep a potential priority boosting if called from
5178          * sched_setscheduler().
5179          */
5180         p->prio = normal_prio(p);
5181         if (keep_boost)
5182                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
5183
5184         if (dl_prio(p->prio))
5185                 p->sched_class = &dl_sched_class;
5186         else if (rt_prio(p->prio))
5187                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5188         else
5189                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5190 }
5191
5192 /*
5193  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
5194  */
5195 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5196 {
5197         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5198         bool match;
5199
5200         rcu_read_lock();
5201         pcred = __task_cred(p);
5202         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
5203                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
5204         rcu_read_unlock();
5205         return match;
5206 }
5207
5208 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
5209                                 const struct sched_attr *attr,
5210                                 bool user, bool pi)
5211 {
5212         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
5213                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
5214         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
5215         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
5216         const struct sched_class *prev_class;
5217         struct rq_flags rf;
5218         int reset_on_fork;
5219         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
5220         struct rq *rq;
5221
5222         /* The pi code expects interrupts enabled */
5223         BUG_ON(pi && in_interrupt());
5224 recheck:
5225         /* Double check policy once rq lock held: */
5226         if (policy < 0) {
5227                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
5228                 policy = oldpolicy = p->policy;
5229         } else {
5230                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
5231
5232                 if (!valid_policy(policy))
5233                         return -EINVAL;
5234         }
5235
5236         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
5237                 return -EINVAL;
5238
5239         /*
5240          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5241          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5242          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5243          */
5244         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5245             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5246                 return -EINVAL;
5247         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
5248             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
5249                 return -EINVAL;
5250
5251         /*
5252          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5253          */
5254         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5255                 if (fair_policy(policy)) {
5256                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
5257                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
5258                                 return -EPERM;
5259                 }
5260
5261                 if (rt_policy(policy)) {
5262                         unsigned long rlim_rtprio =
5263                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
5264
5265                         /* Can't set/change the rt policy: */
5266                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5267                                 return -EPERM;
5268
5269                         /* Can't increase priority: */
5270                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
5271                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
5272                                 return -EPERM;
5273                 }
5274
5275                  /*
5276                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
5277                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
5278                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
5279                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
5280                   */
5281                 if (dl_policy(policy))
5282                         return -EPERM;
5283
5284                 /*
5285                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
5286                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
5287                  */
5288                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
5289                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
5290                                 return -EPERM;
5291                 }
5292
5293                 /* Can't change other user's priorities: */
5294                 if (!check_same_owner(p))
5295                         return -EPERM;
5296
5297                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
5298                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
5299                         return -EPERM;
5300         }
5301
5302         if (user) {
5303                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
5304                         return -EINVAL;
5305
5306                 retval = security_task_setscheduler(p);
5307                 if (retval)
5308                         return retval;
5309         }
5310
5311         /* Update task specific "requested" clamps */
5312         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
5313                 retval = uclamp_validate(p, attr);
5314                 if (retval)
5315                         return retval;
5316         }
5317
5318         if (pi)
5319                 cpuset_read_lock();
5320
5321         /*
5322          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5323          * changing the priority of the task:
5324          *
5325          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
5326          * runqueue lock must be held.
5327          */
5328         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5329         update_rq_clock(rq);
5330
5331         /*
5332          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
5333          */
5334         if (p == rq->stop) {
5335                 retval = -EINVAL;
5336                 goto unlock;
5337         }
5338
5339         /*
5340          * If not changing anything there's no need to proceed further,
5341          * but store a possible modification of reset_on_fork.
5342          */
5343         if (unlikely(policy == p->policy)) {
5344                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
5345                         goto change;
5346                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
5347                         goto change;
5348                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
5349                         goto change;
5350                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
5351                         goto change;
5352
5353                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5354                 retval = 0;
5355                 goto unlock;
5356         }
5357 change:
5358
5359         if (user) {
5360 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5361                 /*
5362                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5363                  * assigned.
5364                  */
5365                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5366                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5367                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5368                         retval = -EPERM;
5369                         goto unlock;
5370                 }
5371 #endif
5372 #ifdef CONFIG_SMP
5373                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
5374                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
5375                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
5376
5377                         /*
5378                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
5379                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
5380                          * will also fail if there's no bandwidth available.
5381                          */
5382                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
5383                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
5384                                 retval = -EPERM;
5385                                 goto unlock;
5386                         }
5387                 }
5388 #endif
5389         }
5390
5391         /* Re-check policy now with rq lock held: */
5392         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5393                 policy = oldpolicy = -1;
5394                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5395                 if (pi)
5396                         cpuset_read_unlock();
5397                 goto recheck;
5398         }
5399
5400         /*
5401          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
5402          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
5403          * is available.
5404          */
5405         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
5406                 retval = -EBUSY;
5407                 goto unlock;
5408         }
5409
5410         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5411         oldprio = p->prio;
5412
5413         if (pi) {
5414                 /*
5415                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
5416                  * effective priority is unchanged, we just store the new
5417                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
5418                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
5419                  * itself.
5420                  */
5421                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
5422                 if (new_effective_prio == oldprio)
5423                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
5424         }
5425
5426         queued = task_on_rq_queued(p);
5427         running = task_current(rq, p);
5428         if (queued)
5429                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
5430         if (running)
5431                 put_prev_task(rq, p);
5432
5433         prev_class = p->sched_class;
5434
5435         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5436         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5437
5438         if (queued) {
5439                 /*
5440                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5441                  * increased (user space view).
5442                  */
5443                 if (oldprio < p->prio)
5444                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5445
5446                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5447         }
5448         if (running)
5449                 set_next_task(rq, p);
5450
5451         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5452
5453         /* Avoid rq from going away on us: */
5454         preempt_disable();
5455         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5456
5457         if (pi) {
5458                 cpuset_read_unlock();
5459                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5460         }
5461
5462         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5463         balance_callback(rq);
5464         preempt_enable();
5465
5466         return 0;
5467
5468 unlock:
5469         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5470         if (pi)
5471                 cpuset_read_unlock();
5472         return retval;
5473 }
5474
5475 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5476                                const struct sched_param *param, bool check)
5477 {
5478         struct sched_attr attr = {
5479                 .sched_policy   = policy,
5480                 .sched_priority = param->sched_priority,
5481                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5482         };
5483
5484         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5485         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5486                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5487                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5488                 attr.sched_policy = policy;
5489         }
5490
5491         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5492 }
5493 /**
5494  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5495  * @p: the task in question.
5496  * @policy: new policy.
5497  * @param: structure containing the new RT priority.
5498  *
5499  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
5500  *
5501  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5502  *
5503  * NOTE that the task may be already dead.
5504  */
5505 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5506                        const struct sched_param *param)
5507 {
5508         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5509 }
5510
5511 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5512 {
5513         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5514 }
5515
5516 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5517 {
5518         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5519 }
5520
5521 /**
5522  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5523  * @p: the task in question.
5524  * @policy: new policy.
5525  * @param: structure containing the new RT priority.
5526  *
5527  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5528  * current context has permission.  For example, this is needed in
5529  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5530  * but our caller might not have that capability.
5531  *
5532  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5533  */
5534 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5535                                const struct sched_param *param)
5536 {
5537         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5538 }
5539
5540 /*
5541  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
5542  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
5543  * be doing.
5544  *
5545  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
5546  *
5547  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
5548  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
5549  * and smash them together and still expect them to work.
5550  *
5551  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
5552  *
5553  *   MAX_RT_PRIO / 2
5554  *
5555  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
5556  * know enough information to make a sensible choice.
5557  */
5558 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
5559 {
5560         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
5561         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
5562 }
5563 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
5564
5565 /*
5566  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
5567  */
5568 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
5569 {
5570         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
5571         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
5572 }
5573 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
5574
5575 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
5576 {
5577         struct sched_attr attr = {
5578                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
5579                 .sched_nice = nice,
5580         };
5581         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
5582 }
5583 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
5584
5585 static int
5586 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5587 {
5588         struct sched_param lparam;
5589         struct task_struct *p;
5590         int retval;
5591
5592         if (!param || pid < 0)
5593                 return -EINVAL;
5594         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5595                 return -EFAULT;
5596
5597         rcu_read_lock();
5598         retval = -ESRCH;
5599         p = find_process_by_pid(pid);
5600         if (likely(p))
5601                 get_task_struct(p);
5602         rcu_read_unlock();
5603
5604         if (likely(p)) {
5605                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5606                 put_task_struct(p);
5607         }
5608
5609         return retval;
5610 }
5611
5612 /*
5613  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5614  */
5615 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5616 {
5617         u32 size;
5618         int ret;
5619
5620         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5621         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5622
5623         ret = get_user(size, &uattr->size);
5624         if (ret)
5625                 return ret;
5626
5627         /* ABI compatibility quirk: */
5628         if (!size)
5629                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5630         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5631                 goto err_size;
5632
5633         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5634         if (ret) {
5635                 if (ret == -E2BIG)
5636                         goto err_size;
5637                 return ret;
5638         }
5639
5640         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5641             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5642                 return -EINVAL;
5643
5644         /*
5645          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5646          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5647          */
5648         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5649
5650         return 0;
5651
5652 err_size:
5653         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5654         return -E2BIG;
5655 }
5656
5657 /**
5658  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5659  * @pid: the pid in question.
5660  * @policy: new policy.
5661  * @param: structure containing the new RT priority.
5662  *
5663  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5664  */
5665 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5666 {
5667         if (policy < 0)
5668                 return -EINVAL;
5669
5670         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5671 }
5672
5673 /**
5674  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5675  * @pid: the pid in question.
5676  * @param: structure containing the new RT priority.
5677  *
5678  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5679  */
5680 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5681 {
5682         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5683 }
5684
5685 /**
5686  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5687  * @pid: the pid in question.
5688  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5689  * @flags: for future extension.
5690  */
5691 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5692                                unsigned int, flags)
5693 {
5694         struct sched_attr attr;
5695         struct task_struct *p;
5696         int retval;
5697
5698         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5699                 return -EINVAL;
5700
5701         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5702         if (retval)
5703                 return retval;
5704
5705         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5706                 return -EINVAL;
5707         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5708                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5709
5710         rcu_read_lock();
5711         retval = -ESRCH;
5712         p = find_process_by_pid(pid);
5713         if (likely(p))
5714                 get_task_struct(p);
5715         rcu_read_unlock();
5716
5717         if (likely(p)) {
5718                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5719                 put_task_struct(p);
5720         }
5721
5722         return retval;
5723 }
5724
5725 /**
5726  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5727  * @pid: the pid in question.
5728  *
5729  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5730  * code.
5731  */
5732 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5733 {
5734         struct task_struct *p;
5735         int retval;
5736
5737         if (pid < 0)
5738                 return -EINVAL;
5739
5740         retval = -ESRCH;
5741         rcu_read_lock();
5742         p = find_process_by_pid(pid);
5743         if (p) {
5744                 retval = security_task_getscheduler(p);
5745                 if (!retval)
5746                         retval = p->policy
5747                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5748         }
5749         rcu_read_unlock();
5750         return retval;
5751 }
5752
5753 /**
5754  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5755  * @pid: the pid in question.
5756  * @param: structure containing the RT priority.
5757  *
5758  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5759  * code.
5760  */
5761 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5762 {
5763         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5764         struct task_struct *p;
5765         int retval;
5766
5767         if (!param || pid < 0)
5768                 return -EINVAL;
5769
5770         rcu_read_lock();
5771         p = find_process_by_pid(pid);
5772         retval = -ESRCH;
5773         if (!p)
5774                 goto out_unlock;
5775
5776         retval = security_task_getscheduler(p);
5777         if (retval)
5778                 goto out_unlock;
5779
5780         if (task_has_rt_policy(p))
5781                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5782         rcu_read_unlock();
5783
5784         /*
5785          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5786          */
5787         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5788
5789         return retval;
5790
5791 out_unlock:
5792         rcu_read_unlock();
5793         return retval;
5794 }
5795
5796 /*
5797  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5798  * than what user-space knows about) to user-space.
5799  *
5800  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5801  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5802  * have the same size.
5803  */
5804 static int
5805 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5806                         struct sched_attr *kattr,
5807                         unsigned int usize)
5808 {
5809         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5810
5811         if (!access_ok(uattr, usize))
5812                 return -EFAULT;
5813
5814         /*
5815          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5816          *
5817          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5818          *
5819          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5820          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5821          *
5822          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5823          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5824          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5825          * which is set to ksize in this case.
5826          */
5827         kattr->size = min(usize, ksize);
5828
5829         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5830                 return -EFAULT;
5831
5832         return 0;
5833 }
5834
5835 /**
5836  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5837  * @pid: the pid in question.
5838  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5839  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5840  * @flags: for future extension.
5841  */
5842 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5843                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5844 {
5845         struct sched_attr kattr = { };
5846         struct task_struct *p;
5847         int retval;
5848
5849         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5850             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5851                 return -EINVAL;
5852
5853         rcu_read_lock();
5854         p = find_process_by_pid(pid);
5855         retval = -ESRCH;
5856         if (!p)
5857                 goto out_unlock;
5858
5859         retval = security_task_getscheduler(p);
5860         if (retval)
5861                 goto out_unlock;
5862
5863         kattr.sched_policy = p->policy;
5864         if (p->sched_reset_on_fork)
5865                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5866         if (task_has_dl_policy(p))
5867                 __getparam_dl(p, &kattr);
5868         else if (task_has_rt_policy(p))
5869                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5870         else
5871                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5872
5873 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5874         /*
5875          * This could race with another potential updater, but this is fine
5876          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
5877          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
5878          */
5879         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5880         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5881 #endif
5882
5883         rcu_read_unlock();
5884
5885         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5886
5887 out_unlock:
5888         rcu_read_unlock();
5889         return retval;
5890 }
5891
5892 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5893 {
5894         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5895         struct task_struct *p;
5896         int retval;
5897
5898         rcu_read_lock();
5899
5900         p = find_process_by_pid(pid);
5901         if (!p) {
5902                 rcu_read_unlock();
5903                 return -ESRCH;
5904         }
5905
5906         /* Prevent p going away */
5907         get_task_struct(p);
5908         rcu_read_unlock();
5909
5910         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5911                 retval = -EINVAL;
5912                 goto out_put_task;
5913         }
5914         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5915                 retval = -ENOMEM;
5916                 goto out_put_task;
5917         }
5918         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5919                 retval = -ENOMEM;
5920                 goto out_free_cpus_allowed;
5921         }
5922         retval = -EPERM;
5923         if (!check_same_owner(p)) {
5924                 rcu_read_lock();
5925                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5926                         rcu_read_unlock();
5927                         goto out_free_new_mask;
5928                 }
5929                 rcu_read_unlock();
5930         }
5931
5932         retval = security_task_setscheduler(p);
5933         if (retval)
5934                 goto out_free_new_mask;
5935
5936
5937         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5938         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5939
5940         /*
5941          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5942          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5943          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5944          * root_domain.
5945          */
5946 #ifdef CONFIG_SMP
5947         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5948                 rcu_read_lock();
5949                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5950                         retval = -EBUSY;
5951                         rcu_read_unlock();
5952                         goto out_free_new_mask;
5953                 }
5954                 rcu_read_unlock();
5955         }
5956 #endif
5957 again:
5958         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5959
5960         if (!retval) {
5961                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5962                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5963                         /*
5964                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5965                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5966                          * cpuset's cpus_allowed
5967                          */
5968                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5969                         goto again;
5970                 }
5971         }
5972 out_free_new_mask:
5973         free_cpumask_var(new_mask);
5974 out_free_cpus_allowed:
5975         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5976 out_put_task:
5977         put_task_struct(p);
5978         return retval;
5979 }
5980
5981 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5982                              struct cpumask *new_mask)
5983 {
5984         if (len < cpumask_size())
5985                 cpumask_clear(new_mask);
5986         else if (len > cpumask_size())
5987                 len = cpumask_size();
5988
5989         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5990 }
5991
5992 /**
5993  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5994  * @pid: pid of the process
5995  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5996  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5997  *
5998  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5999  */
6000 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6001                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6002 {
6003         cpumask_var_t new_mask;
6004         int retval;
6005
6006         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6007                 return -ENOMEM;
6008
6009         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6010         if (retval == 0)
6011                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6012         free_cpumask_var(new_mask);
6013         return retval;
6014 }
6015
6016 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6017 {
6018         struct task_struct *p;
6019         unsigned long flags;
6020         int retval;
6021
6022         rcu_read_lock();
6023
6024         retval = -ESRCH;
6025         p = find_process_by_pid(pid);
6026         if (!p)
6027                 goto out_unlock;
6028
6029         retval = security_task_getscheduler(p);
6030         if (retval)
6031                 goto out_unlock;
6032
6033         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6034         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
6035         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6036
6037 out_unlock:
6038         rcu_read_unlock();
6039
6040         return retval;
6041 }
6042
6043 /**
6044  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
6045  * @pid: pid of the process
6046  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6047  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
6048  *
6049  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
6050  * error code otherwise.
6051  */
6052 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6053                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6054 {
6055         int ret;
6056         cpumask_var_t mask;
6057
6058         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
6059                 return -EINVAL;
6060         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
6061                 return -EINVAL;
6062
6063         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6064                 return -ENOMEM;
6065
6066         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6067         if (ret == 0) {
6068                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
6069
6070                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
6071                         ret = -EFAULT;
6072                 else
6073                         ret = retlen;
6074         }
6075         free_cpumask_var(mask);
6076
6077         return ret;
6078 }
6079
6080 /**
6081  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6082  *
6083  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6084  * other threads running on this CPU then this function will return.
6085  *
6086  * Return: 0.
6087  */
6088 static void do_sched_yield(void)
6089 {
6090         struct rq_flags rf;
6091         struct rq *rq;
6092
6093         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
6094
6095         schedstat_inc(rq->yld_count);
6096         current->sched_class->yield_task(rq);
6097
6098         /*
6099          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6100          * no need to preempt or enable interrupts:
6101          */
6102         preempt_disable();
6103         rq_unlock(rq, &rf);
6104         sched_preempt_enable_no_resched();
6105
6106         schedule();
6107 }
6108
6109 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6110 {
6111         do_sched_yield();
6112         return 0;
6113 }
6114
6115 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
6116 int __sched _cond_resched(void)
6117 {
6118         if (should_resched(0)) {
6119                 preempt_schedule_common();
6120                 return 1;
6121         }
6122         rcu_all_qs();
6123         return 0;
6124 }
6125 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6126 #endif
6127
6128 /*
6129  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6130  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6131  *
6132  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
6133  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6134  * spin_unlock(), once by hand).
6135  */
6136 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6137 {
6138         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
6139         int ret = 0;
6140
6141         lockdep_assert_held(lock);
6142
6143         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6144                 spin_unlock(lock);
6145                 if (resched)
6146                         preempt_schedule_common();
6147                 else
6148                         cpu_relax();
6149                 ret = 1;
6150                 spin_lock(lock);
6151         }
6152         return ret;
6153 }
6154 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6155
6156 /**
6157  * yield - yield the current processor to other threads.
6158  *
6159  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
6160  *
6161  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
6162  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
6163  * it, its already broken.
6164  *
6165  * Typical broken usage is:
6166  *
6167  * while (!event)
6168  *      yield();
6169  *
6170  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
6171  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
6172  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
6173  *
6174  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
6175  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
6176  * If you still want to use yield(), do not!
6177  */
6178 void __sched yield(void)
6179 {
6180         set_current_state(TASK_RUNNING);
6181         do_sched_yield();
6182 }
6183 EXPORT_SYMBOL(yield);
6184
6185 /**
6186  * yield_to - yield the current processor to another thread in
6187  * your thread group, or accelerate that thread toward the
6188  * processor it's on.
6189  * @p: target task
6190  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
6191  *
6192  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
6193  * can't go away on us before we can do any checks.
6194  *
6195  * Return:
6196  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
6197  *      false (0) if we failed to boost the target.
6198  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
6199  */
6200 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
6201 {
6202         struct task_struct *curr = current;
6203         struct rq *rq, *p_rq;
6204         unsigned long flags;
6205         int yielded = 0;
6206
6207         local_irq_save(flags);
6208         rq = this_rq();
6209
6210 again:
6211         p_rq = task_rq(p);
6212         /*
6213          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
6214          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
6215          */
6216         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
6217                 yielded = -ESRCH;
6218                 goto out_irq;
6219         }
6220
6221         double_rq_lock(rq, p_rq);
6222         if (task_rq(p) != p_rq) {
6223                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
6224                 goto again;
6225         }
6226
6227         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
6228                 goto out_unlock;
6229
6230         if (curr->sched_class != p->sched_class)
6231                 goto out_unlock;
6232
6233         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
6234                 goto out_unlock;
6235
6236         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
6237         if (yielded) {
6238                 schedstat_inc(rq->yld_count);
6239                 /*
6240                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
6241                  * fairness.
6242                  */
6243                 if (preempt && rq != p_rq)
6244                         resched_curr(p_rq);
6245         }
6246
6247 out_unlock:
6248         double_rq_unlock(rq, p_rq);
6249 out_irq:
6250         local_irq_restore(flags);
6251
6252         if (yielded > 0)
6253                 schedule();
6254
6255         return yielded;
6256 }
6257 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
6258
6259 int io_schedule_prepare(void)
6260 {
6261         int old_iowait = current->in_iowait;
6262
6263         current->in_iowait = 1;
6264         blk_schedule_flush_plug(current);
6265
6266         return old_iowait;
6267 }
6268
6269 void io_schedule_finish(int token)
6270 {
6271         current->in_iowait = token;
6272 }
6273
6274 /*
6275  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6276  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6277  */
6278 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6279 {
6280         int token;
6281         long ret;
6282
6283         token = io_schedule_prepare();
6284         ret = schedule_timeout(timeout);
6285         io_schedule_finish(token);
6286
6287         return ret;
6288 }
6289 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
6290
6291 void __sched io_schedule(void)
6292 {
6293         int token;
6294
6295         token = io_schedule_prepare();
6296         schedule();
6297         io_schedule_finish(token);
6298 }
6299 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6300
6301 /**
6302  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6303  * @policy: scheduling class.
6304  *
6305  * Return: On success, this syscall returns the maximum
6306  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
6307  * On failure, a negative error code is returned.
6308  */
6309 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6310 {
6311         int ret = -EINVAL;
6312
6313         switch (policy) {
6314         case SCHED_FIFO:
6315         case SCHED_RR:
6316                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6317                 break;
6318         case SCHED_DEADLINE:
6319         case SCHED_NORMAL:
6320         case SCHED_BATCH:
6321         case SCHED_IDLE:
6322                 ret = 0;
6323                 break;
6324         }
6325         return ret;
6326 }
6327
6328 /**
6329  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6330  * @policy: scheduling class.
6331  *
6332  * Return: On success, this syscall returns the minimum
6333  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
6334  * On failure, a negative error code is returned.
6335  */
6336 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6337 {
6338         int ret = -EINVAL;
6339
6340         switch (policy) {
6341         case SCHED_FIFO:
6342         case SCHED_RR:
6343                 ret = 1;
6344                 break;
6345         case SCHED_DEADLINE:
6346         case SCHED_NORMAL:
6347         case SCHED_BATCH:
6348         case SCHED_IDLE:
6349                 ret = 0;
6350         }
6351         return ret;
6352 }
6353
6354 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
6355 {
6356         struct task_struct *p;
6357         unsigned int time_slice;
6358         struct rq_flags rf;
6359         struct rq *rq;
6360         int retval;
6361
6362         if (pid < 0)
6363                 return -EINVAL;
6364
6365         retval = -ESRCH;
6366         rcu_read_lock();
6367         p = find_process_by_pid(pid);
6368         if (!p)
6369                 goto out_unlock;
6370
6371         retval = security_task_getscheduler(p);
6372         if (retval)
6373                 goto out_unlock;
6374
6375         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6376         time_slice = 0;
6377         if (p->sched_class->get_rr_interval)
6378                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6379         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6380
6381         rcu_read_unlock();
6382         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
6383         return 0;
6384
6385 out_unlock:
6386         rcu_read_unlock();
6387         return retval;
6388 }
6389
6390 /**
6391  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6392  * @pid: pid of the process.
6393  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6394  *
6395  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6396  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6397  *
6398  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
6399  * an error code.
6400  */
6401 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6402                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
6403 {
6404         struct timespec64 t;
6405         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6406
6407         if (retval == 0)
6408                 retval = put_timespec64(&t, interval);
6409
6410         return retval;
6411 }
6412
6413 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
6414 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
6415                 struct old_timespec32 __user *, interval)
6416 {
6417         struct timespec64 t;
6418         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6419
6420         if (retval == 0)
6421                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
6422         return retval;
6423 }
6424 #endif
6425
6426 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6427 {
6428         unsigned long free = 0;
6429         int ppid;
6430
6431         if (!try_get_task_stack(p))
6432                 return;
6433
6434         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
6435
6436         if (p->state == TASK_RUNNING)
6437                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6438 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6439         free = stack_not_used(p);
6440 #endif
6441         ppid = 0;
6442         rcu_read_lock();
6443         if (pid_alive(p))
6444                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
6445         rcu_read_unlock();
6446         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6447                 task_pid_nr(p), ppid,
6448                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6449
6450         print_worker_info(KERN_INFO, p);
6451         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
6452         put_task_stack(p);
6453 }
6454 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
6455
6456 static inline bool
6457 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
6458 {
6459         /* no filter, everything matches */
6460         if (!state_filter)
6461                 return true;
6462
6463         /* filter, but doesn't match */
6464         if (!(p->state & state_filter))
6465                 return false;
6466
6467         /*
6468          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
6469          * TASK_KILLABLE).
6470          */
6471         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
6472                 return false;
6473
6474         return true;
6475 }
6476
6477
6478 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6479 {
6480         struct task_struct *g, *p;
6481
6482 #if BITS_PER_LONG == 32
6483         printk(KERN_INFO
6484                 "  task                PC stack   pid father\n");
6485 #else
6486         printk(KERN_INFO
6487                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6488 #endif
6489         rcu_read_lock();
6490         for_each_process_thread(g, p) {
6491                 /*
6492                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6493                  * console might take a lot of time:
6494                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6495                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6496                  * an IPI.
6497                  */
6498                 touch_nmi_watchdog();
6499                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6500                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6501                         sched_show_task(p);
6502         }
6503
6504 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6505         if (!state_filter)
6506                 sysrq_sched_debug_show();
6507 #endif
6508         rcu_read_unlock();
6509         /*
6510          * Only show locks if all tasks are dumped:
6511          */
6512         if (!state_filter)
6513                 debug_show_all_locks();
6514 }
6515
6516 /**
6517  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6518  * @idle: task in question
6519  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6520  *
6521  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6522  * flag, to make booting more robust.
6523  */
6524 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6525 {
6526         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6527         unsigned long flags;
6528
6529         __sched_fork(0, idle);
6530
6531         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6532         raw_spin_lock(&rq->lock);
6533
6534         idle->state = TASK_RUNNING;
6535         idle->se.exec_start = sched_clock();
6536         idle->flags |= PF_IDLE;
6537
6538         scs_task_reset(idle);
6539         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6540
6541 #ifdef CONFIG_SMP
6542         /*
6543          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6544          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6545          *
6546          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6547          */
6548         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6549 #endif
6550         /*
6551          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6552          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6553          * lockdep check in task_group() will fail.
6554          *
6555          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6556          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6557          *
6558          * Silence PROVE_RCU
6559          */
6560         rcu_read_lock();
6561         __set_task_cpu(idle, cpu);
6562         rcu_read_unlock();
6563
6564         rq->idle = idle;
6565         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6566         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6567 #ifdef CONFIG_SMP
6568         idle->on_cpu = 1;
6569 #endif
6570         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6571         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6572
6573         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6574         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6575
6576         /*
6577          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6578          */
6579         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6580         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6581         vtime_init_idle(idle, cpu);
6582 #ifdef CONFIG_SMP
6583         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6584 #endif
6585 }
6586
6587 #ifdef CONFIG_SMP
6588
6589 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6590                               const struct cpumask *trial)
6591 {
6592         int ret = 1;
6593
6594         if (!cpumask_weight(cur))
6595                 return ret;
6596
6597         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6598
6599         return ret;
6600 }
6601
6602 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6603                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6604 {
6605         int ret = 0;
6606
6607         /*
6608          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6609          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6610          * affinity and isolating such threads by their set of
6611          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6612          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6613          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6614          * before cpus_mask may be changed.
6615          */
6616         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6617                 ret = -EINVAL;
6618                 goto out;
6619         }
6620
6621         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6622                                               cs_cpus_allowed))
6623                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6624
6625 out:
6626         return ret;
6627 }
6628
6629 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6630
6631 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6632 /* Migrate current task p to target_cpu */
6633 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6634 {
6635         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6636         int curr_cpu = task_cpu(p);
6637
6638         if (curr_cpu == target_cpu)
6639                 return 0;
6640
6641         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6642                 return -EINVAL;
6643
6644         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6645
6646         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6647         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6648 }
6649
6650 /*
6651  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6652  * tasks on the runqueues
6653  */
6654 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6655 {
6656         bool queued, running;
6657         struct rq_flags rf;
6658         struct rq *rq;
6659
6660         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6661         queued = task_on_rq_queued(p);
6662         running = task_current(rq, p);
6663
6664         if (queued)
6665                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6666         if (running)
6667                 put_prev_task(rq, p);
6668
6669         p->numa_preferred_nid = nid;
6670
6671         if (queued)
6672                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6673         if (running)
6674                 set_next_task(rq, p);
6675         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6676 }
6677 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6678
6679 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6680 /*
6681  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6682  * offline.
6683  */
6684 void idle_task_exit(void)
6685 {
6686         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6687
6688         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6689         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
6690
6691         if (mm != &init_mm) {
6692                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6693                 finish_arch_post_lock_switch();
6694         }
6695
6696         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
6697 }
6698
6699 /*
6700  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6701  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6702  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6703  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6704  * calculation.
6705  *
6706  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6707  */
6708 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6709 {
6710         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6711         if (delta)
6712                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6713 }
6714
6715 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6716 {
6717         const struct sched_class *class;
6718         struct task_struct *next;
6719
6720         for_each_class(class) {
6721                 next = class->pick_next_task(rq);
6722                 if (next) {
6723                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6724                         return next;
6725                 }
6726         }
6727
6728         /* The idle class should always have a runnable task */
6729         BUG();
6730 }
6731
6732 /*
6733  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6734  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6735  *
6736  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6737  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6738  * because of lock validation efforts.
6739  */
6740 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6741 {
6742         struct rq *rq = dead_rq;
6743         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6744         struct rq_flags orf = *rf;
6745         int dest_cpu;
6746
6747         /*
6748          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6749          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6750          *
6751          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6752          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6753          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6754          * done here.
6755          */
6756         rq->stop = NULL;
6757
6758         /*
6759          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6760          * class method both need to have an up-to-date
6761          * value of rq->clock[_task]
6762          */
6763         update_rq_clock(rq);
6764
6765         for (;;) {
6766                 /*
6767                  * There's this thread running, bail when that's the only
6768                  * remaining thread:
6769                  */
6770                 if (rq->nr_running == 1)
6771                         break;
6772
6773                 next = __pick_migrate_task(rq);
6774
6775                 /*
6776                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6777                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6778                  * stabilizes the mask.
6779                  *
6780                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6781                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6782                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6783                  */
6784                 rq_unlock(rq, rf);
6785                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6786                 rq_relock(rq, rf);
6787
6788                 /*
6789                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6790                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6791                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6792                  */
6793                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6794                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6795                         continue;
6796                 }
6797
6798                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6799                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6800                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6801                 if (rq != dead_rq) {
6802                         rq_unlock(rq, rf);
6803                         rq = dead_rq;
6804                         *rf = orf;
6805                         rq_relock(rq, rf);
6806                 }
6807                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6808         }
6809
6810         rq->stop = stop;
6811 }
6812 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6813
6814 void set_rq_online(struct rq *rq)
6815 {
6816         if (!rq->online) {
6817                 const struct sched_class *class;
6818
6819                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6820                 rq->online = 1;
6821
6822                 for_each_class(class) {
6823                         if (class->rq_online)
6824                                 class->rq_online(rq);
6825                 }
6826         }
6827 }
6828
6829 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6830 {
6831         if (rq->online) {
6832                 const struct sched_class *class;
6833
6834                 for_each_class(class) {
6835                         if (class->rq_offline)
6836                                 class->rq_offline(rq);
6837                 }
6838
6839                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6840                 rq->online = 0;
6841         }
6842 }
6843
6844 /*
6845  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6846  */
6847 static int num_cpus_frozen;
6848
6849 /*
6850  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6851  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6852  * around partition_sched_domains().
6853  *
6854  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6855  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6856  */
6857 static void cpuset_cpu_active(void)
6858 {
6859         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6860                 /*
6861                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6862                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6863                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6864                  * domain, ignoring cpusets.
6865                  */
6866                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6867                 if (--num_cpus_frozen)
6868                         return;
6869                 /*
6870                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6871                  * restore the original sched domains by considering the
6872                  * cpuset configurations.
6873                  */
6874                 cpuset_force_rebuild();
6875         }
6876         cpuset_update_active_cpus();
6877 }
6878
6879 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6880 {
6881         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6882                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6883                         return -EBUSY;
6884                 cpuset_update_active_cpus();
6885         } else {
6886                 num_cpus_frozen++;
6887                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6888         }
6889         return 0;
6890 }
6891
6892 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6893 {
6894         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6895         struct rq_flags rf;
6896
6897 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6898         /*
6899          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6900          */
6901         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6902                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6903 #endif
6904         set_cpu_active(cpu, true);
6905
6906         if (sched_smp_initialized) {
6907                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6908                 cpuset_cpu_active();
6909         }
6910
6911         /*
6912          * Put the rq online, if not already. This happens:
6913          *
6914          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6915          *    after all CPUs have been brought up.
6916          *
6917          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6918          *    domains.
6919          */
6920         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6921         if (rq->rd) {
6922                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6923                 set_rq_online(rq);
6924         }
6925         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6926
6927         return 0;
6928 }
6929
6930 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6931 {
6932         int ret;
6933
6934         set_cpu_active(cpu, false);
6935         /*
6936          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6937          * users of this state to go away such that all new such users will
6938          * observe it.
6939          *
6940          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6941          */
6942         synchronize_rcu();
6943
6944 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6945         /*
6946          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6947          */
6948         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6949                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6950 #endif
6951
6952         if (!sched_smp_initialized)
6953                 return 0;
6954
6955         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6956         if (ret) {
6957                 set_cpu_active(cpu, true);
6958                 return ret;
6959         }
6960         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6961         return 0;
6962 }
6963
6964 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6965 {
6966         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6967
6968         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6969         update_max_interval();
6970 }
6971
6972 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6973 {
6974         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6975         sched_tick_start(cpu);
6976         return 0;
6977 }
6978
6979 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6980 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6981 {
6982         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6983         struct rq_flags rf;
6984
6985         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6986         sched_tick_stop(cpu);
6987
6988         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6989         if (rq->rd) {
6990                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6991                 set_rq_offline(rq);
6992         }
6993         migrate_tasks(rq, &rf);
6994         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6995         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6996
6997         calc_load_migrate(rq);
6998         update_max_interval();
6999         nohz_balance_exit_idle(rq);
7000         hrtick_clear(rq);
7001         return 0;
7002 }
7003 #endif
7004
7005 void __init sched_init_smp(void)
7006 {
7007         sched_init_numa();
7008
7009         /*
7010          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7011          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7012          * happen.
7013          */
7014         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7015         sched_init_domains(cpu_active_mask);
7016         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7017
7018         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7019         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
7020                 BUG();
7021         sched_init_granularity();
7022
7023         init_sched_rt_class();
7024         init_sched_dl_class();
7025
7026         sched_smp_initialized = true;
7027 }
7028
7029 static int __init migration_init(void)
7030 {
7031         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
7032         return 0;
7033 }
7034 early_initcall(migration_init);
7035
7036 #else
7037 void __init sched_init_smp(void)
7038 {
7039         sched_init_granularity();
7040 }
7041 #endif /* CONFIG_SMP */
7042
7043 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7044 {
7045         return in_lock_functions(addr) ||
7046                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7047                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7048 }
7049
7050 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7051 /*
7052  * Default task group.
7053  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7054  */
7055 struct task_group root_task_group;
7056 LIST_HEAD(task_groups);
7057
7058 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7059 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7060 #endif
7061
7062 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7063 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
7064
7065 void __init sched_init(void)
7066 {
7067         unsigned long ptr = 0;
7068         int i;
7069
7070         /* Make sure the linker didn't screw up */
7071         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
7072                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
7073                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
7074 #ifdef CONFIG_SMP
7075         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
7076 #endif
7077
7078         wait_bit_init();
7079
7080 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7081         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7082 #endif
7083 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7084         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7085 #endif
7086         if (ptr) {
7087                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
7088
7089 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7090                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7091                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7092
7093                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7094                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7095
7096                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7097                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7098 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7099 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7100                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7101                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7102
7103                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7104                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7105
7106 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7107         }
7108 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7109         for_each_possible_cpu(i) {
7110                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7111                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7112                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7113                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7114         }
7115 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7116
7117         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
7118         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
7119
7120 #ifdef CONFIG_SMP
7121         init_defrootdomain();
7122 #endif
7123
7124 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7125         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7126                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7127 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7128
7129 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7130         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7131
7132         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7133         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7134         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7135         autogroup_init(&init_task);
7136 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7137
7138         for_each_possible_cpu(i) {
7139                 struct rq *rq;
7140
7141                 rq = cpu_rq(i);
7142                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7143                 rq->nr_running = 0;
7144                 rq->calc_load_active = 0;
7145                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7146                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7147                 init_rt_rq(&rq->rt);
7148                 init_dl_rq(&rq->dl);
7149 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7150                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7151                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
7152                 /*
7153                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
7154                  *
7155                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7156                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
7157                  * system CPU resource is divided among the tasks of
7158                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7159                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7160                  * (se->load.weight).
7161                  *
7162                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7163                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7164                  * then A0's share of the CPU resource is:
7165                  *
7166                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7167                  *
7168                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7169                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7170                  */
7171                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7172 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7173
7174                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7175 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7176                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7177 #endif
7178 #ifdef CONFIG_SMP
7179                 rq->sd = NULL;
7180                 rq->rd = NULL;
7181                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7182                 rq->balance_callback = NULL;
7183                 rq->active_balance = 0;
7184                 rq->next_balance = jiffies;
7185                 rq->push_cpu = 0;
7186                 rq->cpu = i;
7187                 rq->online = 0;
7188                 rq->idle_stamp = 0;
7189                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7190                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7191
7192                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7193
7194                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7195 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7196                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7197                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
7198
7199                 rq_csd_init(rq, &rq->nohz_csd, nohz_csd_func);
7200 #endif
7201 #endif /* CONFIG_SMP */
7202                 hrtick_rq_init(rq);
7203                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7204         }
7205
7206         set_load_weight(&init_task, false);
7207
7208         /*
7209          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7210          */
7211         mmgrab(&init_mm);
7212         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7213
7214         /*
7215          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7216          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7217          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7218          * when this runqueue becomes "idle".
7219          */
7220         init_idle(current, smp_processor_id());
7221
7222         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7223
7224 #ifdef CONFIG_SMP
7225         idle_thread_set_boot_cpu();
7226 #endif
7227         init_sched_fair_class();
7228
7229         init_schedstats();
7230
7231         psi_init();
7232
7233         init_uclamp();
7234
7235         scheduler_running = 1;
7236 }
7237
7238 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7239 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7240 {
7241         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7242
7243         return (nested == preempt_offset);
7244 }
7245
7246 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7247 {
7248         /*
7249          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7250          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7251          * otherwise we will destroy state.
7252          */
7253         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7254                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7255                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7256                         current->state,
7257                         (void *)current->task_state_change,
7258                         (void *)current->task_state_change);
7259
7260         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7261 }
7262 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7263
7264 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7265 {
7266         /* Ratelimiting timestamp: */
7267         static unsigned long prev_jiffy;
7268
7269         unsigned long preempt_disable_ip;
7270
7271         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
7272         rcu_sleep_check();
7273
7274         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7275              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
7276             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
7277             oops_in_progress)
7278                 return;
7279
7280         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7281                 return;
7282         prev_jiffy = jiffies;
7283
7284         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
7285         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7286
7287         printk(KERN_ERR
7288                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7289                         file, line);
7290         printk(KERN_ERR
7291                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
7292                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
7293                         current->pid, current->comm);
7294
7295         if (task_stack_end_corrupted(current))
7296                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7297
7298         debug_show_held_locks(current);
7299         if (irqs_disabled())
7300                 print_irqtrace_events(current);
7301         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7302             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7303                 pr_err("Preemption disabled at:");
7304                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
7305         }
7306         dump_stack();
7307         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7308 }
7309 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7310
7311 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7312 {
7313         static unsigned long prev_jiffy;
7314
7315         if (irqs_disabled())
7316                 return;
7317
7318         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
7319                 return;
7320
7321         if (preempt_count() > preempt_offset)
7322                 return;
7323
7324         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7325                 return;
7326         prev_jiffy = jiffies;
7327
7328         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
7329         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7330                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7331                         current->pid, current->comm);
7332
7333         debug_show_held_locks(current);
7334         dump_stack();
7335         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7336 }
7337 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
7338 #endif
7339
7340 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7341 void normalize_rt_tasks(void)
7342 {
7343         struct task_struct *g, *p;
7344         struct sched_attr attr = {
7345                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7346         };
7347
7348         read_lock(&tasklist_lock);
7349         for_each_process_thread(g, p) {
7350                 /*
7351                  * Only normalize user tasks:
7352                  */
7353                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7354                         continue;
7355
7356                 p->se.exec_start = 0;
7357                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7358                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7359                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7360
7361                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7362                         /*
7363                          * Renice negative nice level userspace
7364                          * tasks back to 0:
7365                          */
7366                         if (task_nice(p) < 0)
7367                                 set_user_nice(p, 0);
7368                         continue;
7369                 }
7370
7371                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7372         }
7373         read_unlock(&tasklist_lock);
7374 }
7375
7376 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7377
7378 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7379 /*
7380  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7381  *
7382  * They can only be called when the whole system has been
7383  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7384  * activity can take place. Using them for anything else would
7385  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7386  * under any other configuration.
7387  */
7388
7389 /**
7390  * curr_task - return the current task for a given CPU.
7391  * @cpu: the processor in question.
7392  *
7393  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7394  *
7395  * Return: The current task for @cpu.
7396  */
7397 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7398 {
7399         return cpu_curr(cpu);
7400 }
7401
7402 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7403
7404 #ifdef CONFIG_IA64
7405 /**
7406  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
7407  * @cpu: the processor in question.
7408  * @p: the task pointer to set.
7409  *
7410  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7411  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7412  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
7413  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7414  * and caller must save the original value of the current task (see
7415  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7416  * re-starting the system.
7417  *
7418  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7419  */
7420 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7421 {
7422         cpu_curr(cpu) = p;
7423 }
7424
7425 #endif
7426
7427 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7428 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7429 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7430
7431 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
7432                                             struct task_group *parent)
7433 {
7434 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7435         enum uclamp_id clamp_id;
7436
7437         for_each_clamp_id(clamp_id) {
7438                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
7439                               uclamp_none(clamp_id), false);
7440                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
7441         }
7442 #endif
7443 }
7444
7445 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7446 {
7447         free_fair_sched_group(tg);
7448         free_rt_sched_group(tg);
7449         autogroup_free(tg);
7450         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7451 }
7452
7453 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7454 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7455 {
7456         struct task_group *tg;
7457
7458         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7459         if (!tg)
7460                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7461
7462         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7463                 goto err;
7464
7465         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7466                 goto err;
7467
7468         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
7469
7470         return tg;
7471
7472 err:
7473         sched_free_group(tg);
7474         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7475 }
7476
7477 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7478 {
7479         unsigned long flags;
7480
7481         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7482         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7483
7484         /* Root should already exist: */
7485         WARN_ON(!parent);
7486
7487         tg->parent = parent;
7488         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7489         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7490         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7491
7492         online_fair_sched_group(tg);
7493 }
7494
7495 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7496 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7497 {
7498         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7499         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7500 }
7501
7502 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7503 {
7504         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7505         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7506 }
7507
7508 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7509 {
7510         unsigned long flags;
7511
7512         /* End participation in shares distribution: */
7513         unregister_fair_sched_group(tg);
7514
7515         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7516         list_del_rcu(&tg->list);
7517         list_del_rcu(&tg->siblings);
7518         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7519 }
7520
7521 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7522 {
7523         struct task_group *tg;
7524
7525         /*
7526          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7527          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7528          * to prevent lockdep warnings.
7529          */
7530         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7531                           struct task_group, css);
7532         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7533         tsk->sched_task_group = tg;
7534
7535 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7536         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7537                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7538         else
7539 #endif
7540                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7541 }
7542
7543 /*
7544  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7545  *
7546  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7547  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7548  * its new group.
7549  */
7550 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7551 {
7552         int queued, running, queue_flags =
7553                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7554         struct rq_flags rf;
7555         struct rq *rq;
7556
7557         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7558         update_rq_clock(rq);
7559
7560         running = task_current(rq, tsk);
7561         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7562
7563         if (queued)
7564                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7565         if (running)
7566                 put_prev_task(rq, tsk);
7567
7568         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7569
7570         if (queued)
7571                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7572         if (running) {
7573                 set_next_task(rq, tsk);
7574                 /*
7575                  * After changing group, the running task may have joined a
7576                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7577                  * resched to make sure that task can still run.
7578                  */
7579                 resched_curr(rq);
7580         }
7581
7582         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7583 }
7584
7585 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7586 {
7587         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7588 }
7589
7590 static struct cgroup_subsys_state *
7591 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7592 {
7593         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7594         struct task_group *tg;
7595
7596         if (!parent) {
7597                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7598                 return &root_task_group.css;
7599         }
7600
7601         tg = sched_create_group(parent);
7602         if (IS_ERR(tg))
7603                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7604
7605         return &tg->css;
7606 }
7607
7608 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7609 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7610 {
7611         struct task_group *tg = css_tg(css);
7612         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7613
7614         if (parent)
7615                 sched_online_group(tg, parent);
7616
7617 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7618         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7619         cpu_util_update_eff(css);
7620 #endif
7621
7622         return 0;
7623 }
7624
7625 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7626 {
7627         struct task_group *tg = css_tg(css);
7628
7629         sched_offline_group(tg);
7630 }
7631
7632 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7633 {
7634         struct task_group *tg = css_tg(css);
7635
7636         /*
7637          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7638          */
7639         sched_free_group(tg);
7640 }
7641
7642 /*
7643  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7644  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7645  */
7646 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7647 {
7648         struct rq_flags rf;
7649         struct rq *rq;
7650
7651         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7652
7653         update_rq_clock(rq);
7654         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7655
7656         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7657 }
7658
7659 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7660 {
7661         struct task_struct *task;
7662         struct cgroup_subsys_state *css;
7663         int ret = 0;
7664
7665         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7666 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7667                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7668                         return -EINVAL;
7669 #endif
7670                 /*
7671                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7672                  * running, we're sure to observe its full state.
7673                  */
7674                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7675                 /*
7676                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7677                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7678                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7679                  */
7680                 if (task->state == TASK_NEW)
7681                         ret = -EINVAL;
7682                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7683
7684                 if (ret)
7685                         break;
7686         }
7687         return ret;
7688 }
7689
7690 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7691 {
7692         struct task_struct *task;
7693         struct cgroup_subsys_state *css;
7694
7695         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7696                 sched_move_task(task);
7697 }
7698
7699 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7700 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7701 {
7702         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7703         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7704         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7705         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7706         enum uclamp_id clamp_id;
7707         unsigned int clamps;
7708
7709         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7710                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7711                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7712
7713                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7714                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7715                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7716                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7717                         if (uc_parent &&
7718                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7719                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7720                         }
7721                 }
7722                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7723                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7724
7725                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7726                 clamps = 0x0;
7727                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7728                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7729                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7730                                 continue;
7731                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7732                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7733                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7734                 }
7735                 if (!clamps) {
7736                         css = css_rightmost_descendant(css);
7737                         continue;
7738                 }
7739
7740                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7741                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7742         }
7743 }
7744
7745 /*
7746  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7747  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7748  * character constant, use two levels of macros.
7749  */
7750 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7751 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7752
7753 struct uclamp_request {
7754 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7755 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7756         s64 percent;
7757         u64 util;
7758         int ret;
7759 };
7760
7761 static inline struct uclamp_request
7762 capacity_from_percent(char *buf)
7763 {
7764         struct uclamp_request req = {
7765                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7766                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7767                 .ret = 0,
7768         };
7769
7770         buf = strim(buf);
7771         if (strcmp(buf, "max")) {
7772                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7773                                              &req.percent);
7774                 if (req.ret)
7775                         return req;
7776                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7777                         req.ret = -ERANGE;
7778                         return req;
7779                 }
7780
7781                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7782                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7783         }
7784
7785         return req;
7786 }
7787
7788 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7789                                 size_t nbytes, loff_t off,
7790                                 enum uclamp_id clamp_id)
7791 {
7792         struct uclamp_request req;
7793         struct task_group *tg;
7794
7795         req = capacity_from_percent(buf);
7796         if (req.ret)
7797                 return req.ret;
7798
7799         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
7800
7801         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7802         rcu_read_lock();
7803
7804         tg = css_tg(of_css(of));
7805         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7806                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7807
7808         /*
7809          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7810          * exact requested value
7811          */
7812         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7813
7814         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7815         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7816
7817         rcu_read_unlock();
7818         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7819
7820         return nbytes;
7821 }
7822
7823 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7824                                     char *buf, size_t nbytes,
7825                                     loff_t off)
7826 {
7827         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7828 }
7829
7830 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7831                                     char *buf, size_t nbytes,
7832                                     loff_t off)
7833 {
7834         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7835 }
7836
7837 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7838                                     enum uclamp_id clamp_id)
7839 {
7840         struct task_group *tg;
7841         u64 util_clamp;
7842         u64 percent;
7843         u32 rem;
7844
7845         rcu_read_lock();
7846         tg = css_tg(seq_css(sf));
7847         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7848         rcu_read_unlock();
7849
7850         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7851                 seq_puts(sf, "max\n");
7852                 return;
7853         }
7854
7855         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7856         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7857         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7858 }
7859
7860 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7861 {
7862         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7863         return 0;
7864 }
7865
7866 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7867 {
7868         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7869         return 0;
7870 }
7871 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7872
7873 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7874 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7875                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7876 {
7877         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7878                 shareval = MAX_SHARES;
7879         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7880 }
7881
7882 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7883                                struct cftype *cft)
7884 {
7885         struct task_group *tg = css_tg(css);
7886
7887         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7888 }
7889
7890 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7891 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7892
7893 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7894 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7895 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
7896 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
7897
7898 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7899
7900 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7901 {
7902         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7903         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7904
7905         if (tg == &root_task_group)
7906                 return -EINVAL;
7907
7908         /*
7909          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7910          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7911          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7912          */
7913         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7914                 return -EINVAL;
7915
7916         /*
7917          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7918          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7919          * feasibility.
7920          */
7921         if (period > max_cfs_quota_period)
7922                 return -EINVAL;
7923
7924         /*
7925          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
7926          */
7927         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
7928                 return -EINVAL;
7929
7930         /*
7931          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7932          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7933          */
7934         get_online_cpus();
7935         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7936         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7937         if (ret)
7938                 goto out_unlock;
7939
7940         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7941         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7942         /*
7943          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7944          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7945          */
7946         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7947                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7948         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7949         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7950         cfs_b->quota = quota;
7951
7952         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7953
7954         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7955         if (runtime_enabled)
7956                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7957
7958         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7959
7960         for_each_online_cpu(i) {
7961                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7962                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7963                 struct rq_flags rf;
7964
7965                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7966                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7967                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7968
7969                 if (cfs_rq->throttled)
7970                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7971                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7972         }
7973         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7974                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7975 out_unlock:
7976         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7977         put_online_cpus();
7978
7979         return ret;
7980 }
7981
7982 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7983 {
7984         u64 quota, period;
7985
7986         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7987         if (cfs_quota_us < 0)
7988                 quota = RUNTIME_INF;
7989         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7990                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7991         else
7992                 return -EINVAL;
7993
7994         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7995 }
7996
7997 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7998 {
7999         u64 quota_us;
8000
8001         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8002                 return -1;
8003
8004         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8005         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8006
8007         return quota_us;
8008 }
8009
8010 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8011 {
8012         u64 quota, period;
8013
8014         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
8015                 return -EINVAL;
8016
8017         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8018         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8019
8020         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8021 }
8022
8023 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8024 {
8025         u64 cfs_period_us;
8026
8027         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8028         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8029
8030         return cfs_period_us;
8031 }
8032
8033 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8034                                   struct cftype *cft)
8035 {
8036         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8037 }
8038
8039 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8040                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8041 {
8042         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8043 }
8044
8045 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8046                                    struct cftype *cft)
8047 {
8048         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8049 }
8050
8051 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8052                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8053 {
8054         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8055 }
8056
8057 struct cfs_schedulable_data {
8058         struct task_group *tg;
8059         u64 period, quota;
8060 };
8061
8062 /*
8063  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8064  * note: units are usecs
8065  */
8066 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8067                                struct cfs_schedulable_data *d)
8068 {
8069         u64 quota, period;
8070
8071         if (tg == d->tg) {
8072                 period = d->period;
8073                 quota = d->quota;
8074         } else {
8075                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8076                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8077         }
8078
8079         /* note: these should typically be equivalent */
8080         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8081                 return RUNTIME_INF;
8082
8083         return to_ratio(period, quota);
8084 }
8085
8086 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8087 {
8088         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8089         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8090         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8091
8092         if (!tg->parent) {
8093                 quota = RUNTIME_INF;
8094         } else {
8095                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8096
8097                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8098                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8099
8100                 /*
8101                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
8102                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
8103                  * limit is set:
8104                  */
8105                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
8106                         quota = min(quota, parent_quota);
8107                 } else {
8108                         if (quota == RUNTIME_INF)
8109                                 quota = parent_quota;
8110                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8111                                 return -EINVAL;
8112                 }
8113         }
8114         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8115
8116         return 0;
8117 }
8118
8119 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8120 {
8121         int ret;
8122         struct cfs_schedulable_data data = {
8123                 .tg = tg,
8124                 .period = period,
8125                 .quota = quota,
8126         };
8127
8128         if (quota != RUNTIME_INF) {
8129                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8130                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8131         }
8132
8133         rcu_read_lock();
8134         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8135         rcu_read_unlock();
8136
8137         return ret;
8138 }
8139
8140 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
8141 {
8142         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8143         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8144
8145         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8146         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8147         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8148
8149         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
8150                 u64 ws = 0;
8151                 int i;
8152
8153                 for_each_possible_cpu(i)
8154                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
8155
8156                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
8157         }
8158
8159         return 0;
8160 }
8161 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8162 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8163
8164 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8165 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8166                                 struct cftype *cft, s64 val)
8167 {
8168         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8169 }
8170
8171 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8172                                struct cftype *cft)
8173 {
8174         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8175 }
8176
8177 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8178                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8179 {
8180         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8181 }
8182
8183 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8184                                    struct cftype *cft)
8185 {
8186         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8187 }
8188 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8189
8190 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
8191 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8192         {
8193                 .name = "shares",
8194                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8195                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8196         },
8197 #endif
8198 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8199         {
8200                 .name = "cfs_quota_us",
8201                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8202                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8203         },
8204         {
8205                 .name = "cfs_period_us",
8206                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8207                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8208         },
8209         {
8210                 .name = "stat",
8211                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
8212         },
8213 #endif
8214 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8215         {
8216                 .name = "rt_runtime_us",
8217                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8218                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8219         },
8220         {
8221                 .name = "rt_period_us",
8222                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8223                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8224         },
8225 #endif
8226 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8227         {
8228                 .name = "uclamp.min",
8229                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8230                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
8231                 .write = cpu_uclamp_min_write,
8232         },
8233         {
8234                 .name = "uclamp.max",
8235                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8236                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
8237                 .write = cpu_uclamp_max_write,
8238         },
8239 #endif
8240         { }     /* Terminate */
8241 };
8242
8243 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
8244                                struct cgroup_subsys_state *css)
8245 {
8246 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8247         {
8248                 struct task_group *tg = css_tg(css);
8249                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8250                 u64 throttled_usec;
8251
8252                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
8253                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
8254
8255                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
8256                            "nr_throttled %d\n"
8257                            "throttled_usec %llu\n",
8258                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
8259                            throttled_usec);
8260         }
8261 #endif
8262         return 0;
8263 }
8264
8265 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8266 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8267                                struct cftype *cft)
8268 {
8269         struct task_group *tg = css_tg(css);
8270         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
8271
8272         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
8273 }
8274
8275 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8276                                 struct cftype *cft, u64 weight)
8277 {
8278         /*
8279          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
8280          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
8281          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
8282          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
8283          * the original value over the entire range.
8284          */
8285         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
8286                 return -ERANGE;
8287
8288         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
8289
8290         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
8291 }
8292
8293 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8294                                     struct cftype *cft)
8295 {
8296         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
8297         int last_delta = INT_MAX;
8298         int prio, delta;
8299
8300         /* find the closest nice value to the current weight */
8301         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
8302                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
8303                 if (delta >= last_delta)
8304                         break;
8305                 last_delta = delta;
8306         }
8307
8308         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
8309 }
8310
8311 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8312                                      struct cftype *cft, s64 nice)
8313 {
8314         unsigned long weight;
8315         int idx;
8316
8317         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
8318                 return -ERANGE;
8319
8320         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
8321         idx = array_index_nospec(idx, 40);
8322         weight = sched_prio_to_weight[idx];
8323
8324         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
8325 }
8326 #endif
8327
8328 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
8329                                                   long period, long quota)
8330 {
8331         if (quota < 0)
8332                 seq_puts(sf, "max");
8333         else
8334                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
8335
8336         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
8337 }
8338
8339 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
8340 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
8341                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
8342 {
8343         char tok[21];   /* U64_MAX */
8344
8345         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
8346                 return -EINVAL;
8347
8348         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
8349
8350         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
8351                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
8352         else if (!strcmp(tok, "max"))
8353                 *quotap = RUNTIME_INF;
8354         else
8355                 return -EINVAL;
8356
8357         return 0;
8358 }
8359
8360 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8361 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
8362 {
8363         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8364
8365         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
8366         return 0;
8367 }
8368
8369 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8370                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8371 {
8372         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
8373         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
8374         u64 quota;
8375         int ret;
8376
8377         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
8378         if (!ret)
8379                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8380         return ret ?: nbytes;
8381 }
8382 #endif
8383
8384 static struct cftype cpu_files[] = {
8385 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8386         {
8387                 .name = "weight",
8388                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8389                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
8390                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
8391         },
8392         {
8393                 .name = "weight.nice",
8394                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8395                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
8396                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
8397         },
8398 #endif
8399 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8400         {
8401                 .name = "max",
8402                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8403                 .seq_show = cpu_max_show,
8404                 .write = cpu_max_write,
8405         },
8406 #endif
8407 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8408         {
8409                 .name = "uclamp.min",
8410                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8411                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
8412                 .write = cpu_uclamp_min_write,
8413         },
8414         {
8415                 .name = "uclamp.max",
8416                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8417                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
8418                 .write = cpu_uclamp_max_write,
8419         },
8420 #endif
8421         { }     /* terminate */
8422 };
8423
8424 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8425         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8426         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8427         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8428         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8429         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
8430         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8431         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8432         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8433         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
8434         .dfl_cftypes    = cpu_files,
8435         .early_init     = true,
8436         .threaded       = true,
8437 };
8438
8439 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8440
8441 void dump_cpu_task(int cpu)
8442 {
8443         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8444         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8445 }
8446
8447 /*
8448  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8449  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8450  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8451  * that remained on nice 0.
8452  *
8453  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8454  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8455  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8456  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8457  * the relative distance between them is ~25%.)
8458  */
8459 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8460  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8461  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8462  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8463  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8464  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8465  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8466  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8467  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8468 };
8469
8470 /*
8471  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8472  *
8473  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8474  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8475  * into multiplications:
8476  */
8477 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8478  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8479  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8480  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8481  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8482  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8483  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8484  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8485  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8486 };
8487
8488 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
8489 {
8490         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
8491 }