Merge tag 'block-5.13-2021-06-03' of git://git.kernel.dk/linux-block
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #define CREATE_TRACE_POINTS
10 #include <trace/events/sched.h>
11 #undef CREATE_TRACE_POINTS
12
13 #include "sched.h"
14
15 #include <linux/nospec.h>
16
17 #include <linux/kcov.h>
18 #include <linux/scs.h>
19
20 #include <asm/switch_to.h>
21 #include <asm/tlb.h>
22
23 #include "../workqueue_internal.h"
24 #include "../../fs/io-wq.h"
25 #include "../smpboot.h"
26
27 #include "pelt.h"
28 #include "smp.h"
29
30 /*
31  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
32  * associated with them) to allow external modules to probe them.
33  */
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
39 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
40 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
44
45 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
46
47 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
48 /*
49  * Debugging: various feature bits
50  *
51  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
52  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
53  * at compile time and compiler optimization based on features default.
54  */
55 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
56         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
57 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
58 #include "features.h"
59         0;
60 #undef SCHED_FEAT
61
62 /*
63  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
64  * LATENCY_WARN is enabled).
65  *
66  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
67  * per boot.
68  */
69 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
70 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
71 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
72
73 /*
74  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
75  * Limited because this is done with IRQs disabled.
76  */
77 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
78
79 /*
80  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
81  * default: 1s
82  */
83 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
84
85 __read_mostly int scheduler_running;
86
87 /*
88  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
89  * default: 0.95s
90  */
91 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
92
93
94 /*
95  * Serialization rules:
96  *
97  * Lock order:
98  *
99  *   p->pi_lock
100  *     rq->lock
101  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
102  *
103  *  rq1->lock
104  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
105  *
106  * Regular state:
107  *
108  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
109  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
110  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
111  * to run next.
112  *
113  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
114  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
115  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
116  * ttwu_queue_wakelist() ]
117  *
118  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
119  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
120  *
121  * Special state:
122  *
123  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
124  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
125  * stable while holding either lock:
126  *
127  *  - sched_setaffinity()/
128  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
129  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
130  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
131  *                              p->se.load, p->rt_priority,
132  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
133  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
134  *  - sched_move_task()/
135  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
136  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
137  *
138  * p->state <- TASK_*:
139  *
140  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
141  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
142  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
143  *   concurrent self.
144  *
145  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
146  *
147  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
148  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
149  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
150  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
151  *
152  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
153  *
154  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
155  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
156  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
157  *
158  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
159  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
160  *
161  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
162  *
163  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
164  *
165  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
166  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
167  *
168  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
169  *
170  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
171  *
172  *  - for migration called under rq->lock:
173  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
174  *
175  *    o move_queued_task()
176  *    o detach_task()
177  *
178  *  - for migration called under double_rq_lock():
179  *
180  *    o __migrate_swap_task()
181  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
182  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
183  *    o dl_task_offline_migration()
184  *
185  */
186
187 /*
188  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
189  */
190 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
191         __acquires(rq->lock)
192 {
193         struct rq *rq;
194
195         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
196
197         for (;;) {
198                 rq = task_rq(p);
199                 raw_spin_lock(&rq->lock);
200                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
201                         rq_pin_lock(rq, rf);
202                         return rq;
203                 }
204                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
205
206                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
207                         cpu_relax();
208         }
209 }
210
211 /*
212  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
213  */
214 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
215         __acquires(p->pi_lock)
216         __acquires(rq->lock)
217 {
218         struct rq *rq;
219
220         for (;;) {
221                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
222                 rq = task_rq(p);
223                 raw_spin_lock(&rq->lock);
224                 /*
225                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
226                  *
227                  *      ACQUIRE (rq->lock)
228                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
229                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
230                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
231                  *                                      [L] ->on_rq
232                  *      RELEASE (rq->lock)
233                  *
234                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
235                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
236                  *
237                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
238                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
239                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
240                  */
241                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
242                         rq_pin_lock(rq, rf);
243                         return rq;
244                 }
245                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
246                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
247
248                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
249                         cpu_relax();
250         }
251 }
252
253 /*
254  * RQ-clock updating methods:
255  */
256
257 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
258 {
259 /*
260  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
261  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
262  */
263         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
264
265 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
266         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
267
268         /*
269          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
270          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
271          * {soft,}irq region.
272          *
273          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
274          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
275          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
276          * monotonic.
277          *
278          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
279          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
280          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
281          * atomic ops.
282          */
283         if (irq_delta > delta)
284                 irq_delta = delta;
285
286         rq->prev_irq_time += irq_delta;
287         delta -= irq_delta;
288 #endif
289 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
290         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
291                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
292                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
293
294                 if (unlikely(steal > delta))
295                         steal = delta;
296
297                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
298                 delta -= steal;
299         }
300 #endif
301
302         rq->clock_task += delta;
303
304 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
305         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
306                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
307 #endif
308         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
309 }
310
311 void update_rq_clock(struct rq *rq)
312 {
313         s64 delta;
314
315         lockdep_assert_held(&rq->lock);
316
317         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
318                 return;
319
320 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
321         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
322                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
323         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
324 #endif
325
326         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
327         if (delta < 0)
328                 return;
329         rq->clock += delta;
330         update_rq_clock_task(rq, delta);
331 }
332
333 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
334 /*
335  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
336  */
337
338 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
339 {
340         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
341                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
342 }
343
344 /*
345  * High-resolution timer tick.
346  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
347  */
348 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
349 {
350         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
351         struct rq_flags rf;
352
353         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
354
355         rq_lock(rq, &rf);
356         update_rq_clock(rq);
357         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
358         rq_unlock(rq, &rf);
359
360         return HRTIMER_NORESTART;
361 }
362
363 #ifdef CONFIG_SMP
364
365 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
366 {
367         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
368         ktime_t time = rq->hrtick_time;
369
370         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
371 }
372
373 /*
374  * called from hardirq (IPI) context
375  */
376 static void __hrtick_start(void *arg)
377 {
378         struct rq *rq = arg;
379         struct rq_flags rf;
380
381         rq_lock(rq, &rf);
382         __hrtick_restart(rq);
383         rq_unlock(rq, &rf);
384 }
385
386 /*
387  * Called to set the hrtick timer state.
388  *
389  * called with rq->lock held and irqs disabled
390  */
391 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
392 {
393         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
394         s64 delta;
395
396         /*
397          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
398          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
399          */
400         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
401         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
402
403         if (rq == this_rq())
404                 __hrtick_restart(rq);
405         else
406                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
407 }
408
409 #else
410 /*
411  * Called to set the hrtick timer state.
412  *
413  * called with rq->lock held and irqs disabled
414  */
415 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
416 {
417         /*
418          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
419          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
420          */
421         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
422         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
423                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
424 }
425
426 #endif /* CONFIG_SMP */
427
428 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
429 {
430 #ifdef CONFIG_SMP
431         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
432 #endif
433         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
434         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
435 }
436 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
437 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
438 {
439 }
440
441 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
442 {
443 }
444 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
445
446 /*
447  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
448  */
449 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
450         ({                                                              \
451                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
452                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
453                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
454                                                                         \
455                 for (;;) {                                              \
456                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
457                         if (_old == _val)                               \
458                                 break;                                  \
459                         _val = _old;                                    \
460                 }                                                       \
461         _old;                                                           \
462 })
463
464 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
465 /*
466  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
467  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
468  * spurious IPIs.
469  */
470 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
471 {
472         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
473         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
474 }
475
476 /*
477  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
478  *
479  * If this returns true, then the idle task promises to call
480  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
481  */
482 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
483 {
484         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
485         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
486
487         for (;;) {
488                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
489                         return false;
490                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
491                         return true;
492                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
493                 if (old == val)
494                         break;
495                 val = old;
496         }
497         return true;
498 }
499
500 #else
501 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
502 {
503         set_tsk_need_resched(p);
504         return true;
505 }
506
507 #ifdef CONFIG_SMP
508 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
509 {
510         return false;
511 }
512 #endif
513 #endif
514
515 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
516 {
517         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
518
519         /*
520          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
521          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
522          * wakeup due to that.
523          *
524          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
525          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
526          */
527         smp_mb__before_atomic();
528         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
529                 return false;
530
531         /*
532          * The head is context local, there can be no concurrency.
533          */
534         *head->lastp = node;
535         head->lastp = &node->next;
536         return true;
537 }
538
539 /**
540  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
541  * @head: the wake_q_head to add @task to
542  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
543  *
544  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
545  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
546  * instantly.
547  *
548  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
549  * must be ready to be woken at this location.
550  */
551 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
552 {
553         if (__wake_q_add(head, task))
554                 get_task_struct(task);
555 }
556
557 /**
558  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
559  * @head: the wake_q_head to add @task to
560  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
561  *
562  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
563  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
564  * instantly.
565  *
566  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
567  * must be ready to be woken at this location.
568  *
569  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
570  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
571  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
572  * queued for wakeup.
573  */
574 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
575 {
576         if (!__wake_q_add(head, task))
577                 put_task_struct(task);
578 }
579
580 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
581 {
582         struct wake_q_node *node = head->first;
583
584         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
585                 struct task_struct *task;
586
587                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
588                 BUG_ON(!task);
589                 /* Task can safely be re-inserted now: */
590                 node = node->next;
591                 task->wake_q.next = NULL;
592
593                 /*
594                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
595                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
596                  */
597                 wake_up_process(task);
598                 put_task_struct(task);
599         }
600 }
601
602 /*
603  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
604  *
605  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
606  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
607  * the target CPU.
608  */
609 void resched_curr(struct rq *rq)
610 {
611         struct task_struct *curr = rq->curr;
612         int cpu;
613
614         lockdep_assert_held(&rq->lock);
615
616         if (test_tsk_need_resched(curr))
617                 return;
618
619         cpu = cpu_of(rq);
620
621         if (cpu == smp_processor_id()) {
622                 set_tsk_need_resched(curr);
623                 set_preempt_need_resched();
624                 return;
625         }
626
627         if (set_nr_and_not_polling(curr))
628                 smp_send_reschedule(cpu);
629         else
630                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
631 }
632
633 void resched_cpu(int cpu)
634 {
635         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
636         unsigned long flags;
637
638         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
639         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
640                 resched_curr(rq);
641         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
642 }
643
644 #ifdef CONFIG_SMP
645 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
646 /*
647  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
648  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
649  *
650  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
651  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
652  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
653  */
654 int get_nohz_timer_target(void)
655 {
656         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
657         struct sched_domain *sd;
658
659         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
660                 if (!idle_cpu(cpu))
661                         return cpu;
662                 default_cpu = cpu;
663         }
664
665         rcu_read_lock();
666         for_each_domain(cpu, sd) {
667                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
668                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
669                         if (cpu == i)
670                                 continue;
671
672                         if (!idle_cpu(i)) {
673                                 cpu = i;
674                                 goto unlock;
675                         }
676                 }
677         }
678
679         if (default_cpu == -1)
680                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
681         cpu = default_cpu;
682 unlock:
683         rcu_read_unlock();
684         return cpu;
685 }
686
687 /*
688  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
689  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
690  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
691  * idle system the next event might even be infinite time into the
692  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
693  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
694  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
695  * wheel for the next timer event.
696  */
697 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
698 {
699         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
700
701         if (cpu == smp_processor_id())
702                 return;
703
704         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
705                 smp_send_reschedule(cpu);
706         else
707                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
708 }
709
710 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
711 {
712         /*
713          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
714          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
715          * If needed we can still optimize that later with an
716          * empty IRQ.
717          */
718         if (cpu_is_offline(cpu))
719                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
720         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
721                 if (cpu != smp_processor_id() ||
722                     tick_nohz_tick_stopped())
723                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
724                 return true;
725         }
726
727         return false;
728 }
729
730 /*
731  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
732  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
733  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
734  */
735 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
736 {
737         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
738                 wake_up_idle_cpu(cpu);
739 }
740
741 static void nohz_csd_func(void *info)
742 {
743         struct rq *rq = info;
744         int cpu = cpu_of(rq);
745         unsigned int flags;
746
747         /*
748          * Release the rq::nohz_csd.
749          */
750         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
751         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
752
753         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
754         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
755                 rq->nohz_idle_balance = flags;
756                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
757         }
758 }
759
760 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
761
762 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
763 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
764 {
765         int fifo_nr_running;
766
767         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
768         if (rq->dl.dl_nr_running)
769                 return false;
770
771         /*
772          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
773          * actual RR behaviour.
774          */
775         if (rq->rt.rr_nr_running) {
776                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
777                         return true;
778                 else
779                         return false;
780         }
781
782         /*
783          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
784          * forced preemption between FIFO tasks.
785          */
786         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
787         if (fifo_nr_running)
788                 return true;
789
790         /*
791          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
792          * if there's more than one we need the tick for involuntary
793          * preemption.
794          */
795         if (rq->nr_running > 1)
796                 return false;
797
798         return true;
799 }
800 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
801 #endif /* CONFIG_SMP */
802
803 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
804                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
805 /*
806  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
807  * node and @up when leaving it for the final time.
808  *
809  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
810  */
811 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
812                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
813 {
814         struct task_group *parent, *child;
815         int ret;
816
817         parent = from;
818
819 down:
820         ret = (*down)(parent, data);
821         if (ret)
822                 goto out;
823         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
824                 parent = child;
825                 goto down;
826
827 up:
828                 continue;
829         }
830         ret = (*up)(parent, data);
831         if (ret || parent == from)
832                 goto out;
833
834         child = parent;
835         parent = parent->parent;
836         if (parent)
837                 goto up;
838 out:
839         return ret;
840 }
841
842 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
843 {
844         return 0;
845 }
846 #endif
847
848 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
849 {
850         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
851         struct load_weight *load = &p->se.load;
852
853         /*
854          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
855          */
856         if (task_has_idle_policy(p)) {
857                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
858                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
859                 return;
860         }
861
862         /*
863          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
864          * weight
865          */
866         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
867                 reweight_task(p, prio);
868         } else {
869                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
870                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
871         }
872 }
873
874 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
875 /*
876  * Serializes updates of utilization clamp values
877  *
878  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
879  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
880  * support enqueue/dequeue operations.
881  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
882  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
883  * updates or API abuses.
884  */
885 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
886
887 /* Max allowed minimum utilization */
888 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
889
890 /* Max allowed maximum utilization */
891 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
892
893 /*
894  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
895  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
896  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
897  *
898  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
899  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
900  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
901  * battery life.
902  *
903  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
904  *
905  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
906  * above.
907  */
908 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
909
910 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
911 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
912
913 /*
914  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
915  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
916  * enqueue/dequeue_task().
917  *
918  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
919  * minimum uclamp overhead in the fast path.
920  *
921  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
922  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
923  * functionality.
924  *
925  * The knobs that would enable this static key are:
926  *
927  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
928  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
929  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
930  */
931 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
932
933 /* Integer rounded range for each bucket */
934 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
935
936 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
937         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
938
939 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
940 {
941         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
942 }
943
944 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
945 {
946         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
947                 return 0;
948         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
949 }
950
951 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
952                                  unsigned int value, bool user_defined)
953 {
954         uc_se->value = value;
955         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
956         uc_se->user_defined = user_defined;
957 }
958
959 static inline unsigned int
960 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
961                   unsigned int clamp_value)
962 {
963         /*
964          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
965          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
966          * max-clamp.
967          */
968         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
969                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
970                 return clamp_value;
971         }
972
973         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
974 }
975
976 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
977                                      unsigned int clamp_value)
978 {
979         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
980         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
981                 return;
982
983         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
984 }
985
986 static inline
987 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
988                                    unsigned int clamp_value)
989 {
990         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
991         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
992
993         /*
994          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
995          * top most bucket with tasks in.
996          */
997         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
998                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
999                         continue;
1000                 return bucket[bucket_id].value;
1001         }
1002
1003         /* No tasks -- default clamp values */
1004         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1005 }
1006
1007 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1008 {
1009         unsigned int default_util_min;
1010         struct uclamp_se *uc_se;
1011
1012         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1013
1014         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1015
1016         /* Only sync if user didn't override the default */
1017         if (uc_se->user_defined)
1018                 return;
1019
1020         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1021         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1022 }
1023
1024 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1025 {
1026         struct rq_flags rf;
1027         struct rq *rq;
1028
1029         if (!rt_task(p))
1030                 return;
1031
1032         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1033         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1034         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1035         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1036 }
1037
1038 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1039 {
1040         struct task_struct *g, *p;
1041
1042         /*
1043          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1044          *                                        uclamp_min_rt = X;
1045          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1046          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1047          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1048          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1049          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1050          *
1051          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1052          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1053          * task.
1054          */
1055         read_lock(&tasklist_lock);
1056         smp_mb__after_spinlock();
1057         read_unlock(&tasklist_lock);
1058
1059         rcu_read_lock();
1060         for_each_process_thread(g, p)
1061                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1062         rcu_read_unlock();
1063 }
1064
1065 static inline struct uclamp_se
1066 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1067 {
1068         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1069 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1070         struct uclamp_se uc_max;
1071
1072         /*
1073          * Tasks in autogroups or root task group will be
1074          * restricted by system defaults.
1075          */
1076         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1077                 return uc_req;
1078         if (task_group(p) == &root_task_group)
1079                 return uc_req;
1080
1081         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
1082         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
1083                 return uc_max;
1084 #endif
1085
1086         return uc_req;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1091  * priority:
1092  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1093  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1094  *   group or in an autogroup
1095  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1096  */
1097 static inline struct uclamp_se
1098 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1099 {
1100         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1101         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1102
1103         /* System default restrictions always apply */
1104         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1105                 return uc_max;
1106
1107         return uc_req;
1108 }
1109
1110 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1111 {
1112         struct uclamp_se uc_eff;
1113
1114         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1115         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1116                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1117
1118         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1119
1120         return (unsigned long)uc_eff.value;
1121 }
1122
1123 /*
1124  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1125  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1126  * updates the rq's clamp value if required.
1127  *
1128  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1129  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1130  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1131  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1132  */
1133 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1134                                     enum uclamp_id clamp_id)
1135 {
1136         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1137         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1138         struct uclamp_bucket *bucket;
1139
1140         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1141
1142         /* Update task effective clamp */
1143         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1144
1145         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1146         bucket->tasks++;
1147         uc_se->active = true;
1148
1149         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1150
1151         /*
1152          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1153          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1154          */
1155         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1156                 bucket->value = uc_se->value;
1157
1158         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1159                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1160 }
1161
1162 /*
1163  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1164  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1165  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1166  *
1167  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1168  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1169  * enforce the expected state and warn.
1170  */
1171 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1172                                     enum uclamp_id clamp_id)
1173 {
1174         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1175         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1176         struct uclamp_bucket *bucket;
1177         unsigned int bkt_clamp;
1178         unsigned int rq_clamp;
1179
1180         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1181
1182         /*
1183          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1184          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1185          *
1186          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1187          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1188          * here.
1189          *
1190          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1191          * problem too
1192          *
1193          *      enqueue(taskA)
1194          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1195          *      enqueue(taskB)
1196          *      dequeue(taskA)
1197          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1198          *      dequeue(taskB)
1199          *
1200          * where we could end up with stale data in uc_se and
1201          * bucket[uc_se->bucket_id].
1202          *
1203          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1204          */
1205         if (unlikely(!uc_se->active))
1206                 return;
1207
1208         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1209
1210         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1211         if (likely(bucket->tasks))
1212                 bucket->tasks--;
1213
1214         uc_se->active = false;
1215
1216         /*
1217          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1218          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1219          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1220          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1221          */
1222         if (likely(bucket->tasks))
1223                 return;
1224
1225         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1226         /*
1227          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1228          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1229          */
1230         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1231         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1232                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1233                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1234         }
1235 }
1236
1237 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1238 {
1239         enum uclamp_id clamp_id;
1240
1241         /*
1242          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1243          *
1244          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1245          * sched_uclamp_used is disabled.
1246          */
1247         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1248                 return;
1249
1250         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1251                 return;
1252
1253         for_each_clamp_id(clamp_id)
1254                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1255
1256         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1257         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1258                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1259 }
1260
1261 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1262 {
1263         enum uclamp_id clamp_id;
1264
1265         /*
1266          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1267          *
1268          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1269          * sched_uclamp_used is disabled.
1270          */
1271         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1272                 return;
1273
1274         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1275                 return;
1276
1277         for_each_clamp_id(clamp_id)
1278                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1279 }
1280
1281 static inline void
1282 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1283 {
1284         struct rq_flags rf;
1285         struct rq *rq;
1286
1287         /*
1288          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1289          *
1290          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1291          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1292          * enqueues, dequeues and migration operations.
1293          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1294          */
1295         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1296
1297         /*
1298          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1299          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1300          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1301          * it will already see the updated clamp bucket value.
1302          */
1303         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1304                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1305                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1306         }
1307
1308         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1309 }
1310
1311 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1312 static inline void
1313 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1314                            unsigned int clamps)
1315 {
1316         enum uclamp_id clamp_id;
1317         struct css_task_iter it;
1318         struct task_struct *p;
1319
1320         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1321         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1322                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1323                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1324                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1325                 }
1326         }
1327         css_task_iter_end(&it);
1328 }
1329
1330 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1331 static void uclamp_update_root_tg(void)
1332 {
1333         struct task_group *tg = &root_task_group;
1334
1335         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1336                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1337         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1338                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1339
1340         rcu_read_lock();
1341         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1342         rcu_read_unlock();
1343 }
1344 #else
1345 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1346 #endif
1347
1348 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1349                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1350 {
1351         bool update_root_tg = false;
1352         int old_min, old_max, old_min_rt;
1353         int result;
1354
1355         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1356         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1357         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1358         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1359
1360         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1361         if (result)
1362                 goto undo;
1363         if (!write)
1364                 goto done;
1365
1366         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1367             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1368             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1369
1370                 result = -EINVAL;
1371                 goto undo;
1372         }
1373
1374         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1375                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1376                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1377                 update_root_tg = true;
1378         }
1379         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1380                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1381                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1382                 update_root_tg = true;
1383         }
1384
1385         if (update_root_tg) {
1386                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1387                 uclamp_update_root_tg();
1388         }
1389
1390         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1391                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1392                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1393         }
1394
1395         /*
1396          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1397          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1398          * task enqueue time.
1399          */
1400
1401         goto done;
1402
1403 undo:
1404         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1405         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1406         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1407 done:
1408         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1409
1410         return result;
1411 }
1412
1413 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1414                            const struct sched_attr *attr)
1415 {
1416         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1417         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1418
1419         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1420                 util_min = attr->sched_util_min;
1421
1422                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1423                         return -EINVAL;
1424         }
1425
1426         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1427                 util_max = attr->sched_util_max;
1428
1429                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1430                         return -EINVAL;
1431         }
1432
1433         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1434                 return -EINVAL;
1435
1436         /*
1437          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1438          *
1439          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1440          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1441          * scheduler locks.
1442          */
1443         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1444
1445         return 0;
1446 }
1447
1448 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1449                          enum uclamp_id clamp_id,
1450                          struct uclamp_se *uc_se)
1451 {
1452         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1453         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1454             !uc_se->user_defined)
1455                 return true;
1456
1457         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1458         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1459             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1460             attr->sched_util_min == -1) {
1461                 return true;
1462         }
1463
1464         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1465             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1466             attr->sched_util_max == -1) {
1467                 return true;
1468         }
1469
1470         return false;
1471 }
1472
1473 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1474                                   const struct sched_attr *attr)
1475 {
1476         enum uclamp_id clamp_id;
1477
1478         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1479                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1480                 unsigned int value;
1481
1482                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1483                         continue;
1484
1485                 /*
1486                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1487                  * at runtime.
1488                  */
1489                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1490                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1491                 else
1492                         value = uclamp_none(clamp_id);
1493
1494                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1495
1496         }
1497
1498         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1499                 return;
1500
1501         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1502             attr->sched_util_min != -1) {
1503                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1504                               attr->sched_util_min, true);
1505         }
1506
1507         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1508             attr->sched_util_max != -1) {
1509                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1510                               attr->sched_util_max, true);
1511         }
1512 }
1513
1514 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1515 {
1516         enum uclamp_id clamp_id;
1517
1518         /*
1519          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1520          * as the task is still at its early fork stages.
1521          */
1522         for_each_clamp_id(clamp_id)
1523                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1524
1525         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1526                 return;
1527
1528         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1529                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1530                               uclamp_none(clamp_id), false);
1531         }
1532 }
1533
1534 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1535 {
1536         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1537 }
1538
1539 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1540 {
1541         enum uclamp_id clamp_id;
1542         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1543
1544         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1545                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1546                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1547                 };
1548         }
1549
1550         rq->uclamp_flags = 0;
1551 }
1552
1553 static void __init init_uclamp(void)
1554 {
1555         struct uclamp_se uc_max = {};
1556         enum uclamp_id clamp_id;
1557         int cpu;
1558
1559         for_each_possible_cpu(cpu)
1560                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1561
1562         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1563                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1564                               uclamp_none(clamp_id), false);
1565         }
1566
1567         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1568         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1569         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1570                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1571 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1572                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1573                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1574 #endif
1575         }
1576 }
1577
1578 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1579 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1580 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1581 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1582                                   const struct sched_attr *attr)
1583 {
1584         return -EOPNOTSUPP;
1585 }
1586 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1587                                   const struct sched_attr *attr) { }
1588 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1589 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1590 static inline void init_uclamp(void) { }
1591 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1592
1593 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1594 {
1595         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1596                 update_rq_clock(rq);
1597
1598         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1599                 sched_info_queued(rq, p);
1600                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1601         }
1602
1603         uclamp_rq_inc(rq, p);
1604         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1605 }
1606
1607 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1608 {
1609         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1610                 update_rq_clock(rq);
1611
1612         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1613                 sched_info_dequeued(rq, p);
1614                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1615         }
1616
1617         uclamp_rq_dec(rq, p);
1618         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1619 }
1620
1621 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1622 {
1623         enqueue_task(rq, p, flags);
1624
1625         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1626 }
1627
1628 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1629 {
1630         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1631
1632         dequeue_task(rq, p, flags);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1637  */
1638 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1639 {
1640         return p->static_prio;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1645  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1646  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1647  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1648  * estimator recalculates.
1649  */
1650 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1651 {
1652         int prio;
1653
1654         if (task_has_dl_policy(p))
1655                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1656         else if (task_has_rt_policy(p))
1657                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1658         else
1659                 prio = __normal_prio(p);
1660         return prio;
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1665  * taken into account by the scheduler. This value might
1666  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1667  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1668  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1669  */
1670 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1671 {
1672         p->normal_prio = normal_prio(p);
1673         /*
1674          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1675          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1676          * to the normal priority:
1677          */
1678         if (!rt_prio(p->prio))
1679                 return p->normal_prio;
1680         return p->prio;
1681 }
1682
1683 /**
1684  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1685  * @p: the task in question.
1686  *
1687  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1688  */
1689 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1690 {
1691         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1692 }
1693
1694 /*
1695  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1696  * use the balance_callback list if you want balancing.
1697  *
1698  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1699  * balance_callback().
1700  */
1701 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1702                                        const struct sched_class *prev_class,
1703                                        int oldprio)
1704 {
1705         if (prev_class != p->sched_class) {
1706                 if (prev_class->switched_from)
1707                         prev_class->switched_from(rq, p);
1708
1709                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1710         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1711                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1712 }
1713
1714 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1715 {
1716         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
1717                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1718         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
1719                 resched_curr(rq);
1720
1721         /*
1722          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1723          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1724          */
1725         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1726                 rq_clock_skip_update(rq);
1727 }
1728
1729 #ifdef CONFIG_SMP
1730
1731 static void
1732 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
1733
1734 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1735                                   const struct cpumask *new_mask,
1736                                   u32 flags);
1737
1738 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1739 {
1740         if (likely(!p->migration_disabled))
1741                 return;
1742
1743         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
1744                 return;
1745
1746         /*
1747          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
1748          */
1749         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
1750 }
1751
1752 void migrate_disable(void)
1753 {
1754         struct task_struct *p = current;
1755
1756         if (p->migration_disabled) {
1757                 p->migration_disabled++;
1758                 return;
1759         }
1760
1761         preempt_disable();
1762         this_rq()->nr_pinned++;
1763         p->migration_disabled = 1;
1764         preempt_enable();
1765 }
1766 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
1767
1768 void migrate_enable(void)
1769 {
1770         struct task_struct *p = current;
1771
1772         if (p->migration_disabled > 1) {
1773                 p->migration_disabled--;
1774                 return;
1775         }
1776
1777         /*
1778          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
1779          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
1780          */
1781         preempt_disable();
1782         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
1783                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
1784         /*
1785          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
1786          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
1787          * select_fallback_rq) get confused.
1788          */
1789         barrier();
1790         p->migration_disabled = 0;
1791         this_rq()->nr_pinned--;
1792         preempt_enable();
1793 }
1794 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
1795
1796 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
1797 {
1798         return rq->nr_pinned;
1799 }
1800
1801 /*
1802  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1803  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1804  */
1805 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1806 {
1807         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
1808         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1809                 return false;
1810
1811         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
1812         if (is_migration_disabled(p))
1813                 return cpu_online(cpu);
1814
1815         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
1816         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
1817                 return cpu_active(cpu);
1818
1819         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
1820         if (kthread_is_per_cpu(p))
1821                 return cpu_online(cpu);
1822
1823         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
1824         if (cpu_dying(cpu))
1825                 return false;
1826
1827         /* But are allowed during online. */
1828         return cpu_online(cpu);
1829 }
1830
1831 /*
1832  * This is how migration works:
1833  *
1834  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1835  *    stop_one_cpu().
1836  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1837  *    off the CPU)
1838  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1839  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1840  *    it and puts it into the right queue.
1841  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1842  *    is done.
1843  */
1844
1845 /*
1846  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1847  *
1848  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1849  */
1850 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1851                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1852 {
1853         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1854
1855         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1856         set_task_cpu(p, new_cpu);
1857         rq_unlock(rq, rf);
1858
1859         rq = cpu_rq(new_cpu);
1860
1861         rq_lock(rq, rf);
1862         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1863         activate_task(rq, p, 0);
1864         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1865
1866         return rq;
1867 }
1868
1869 struct migration_arg {
1870         struct task_struct              *task;
1871         int                             dest_cpu;
1872         struct set_affinity_pending     *pending;
1873 };
1874
1875 /*
1876  * @refs: number of wait_for_completion()
1877  * @stop_pending: is @stop_work in use
1878  */
1879 struct set_affinity_pending {
1880         refcount_t              refs;
1881         unsigned int            stop_pending;
1882         struct completion       done;
1883         struct cpu_stop_work    stop_work;
1884         struct migration_arg    arg;
1885 };
1886
1887 /*
1888  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1889  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1890  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1891  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1892  *
1893  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1894  * as the task is no longer on this CPU.
1895  */
1896 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1897                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1898 {
1899         /* Affinity changed (again). */
1900         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1901                 return rq;
1902
1903         update_rq_clock(rq);
1904         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1905
1906         return rq;
1907 }
1908
1909 /*
1910  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1911  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1912  * 'pushing' onto another runqueue.
1913  */
1914 static int migration_cpu_stop(void *data)
1915 {
1916         struct migration_arg *arg = data;
1917         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
1918         struct task_struct *p = arg->task;
1919         int dest_cpu = arg->dest_cpu;
1920         struct rq *rq = this_rq();
1921         bool complete = false;
1922         struct rq_flags rf;
1923
1924         /*
1925          * The original target CPU might have gone down and we might
1926          * be on another CPU but it doesn't matter.
1927          */
1928         local_irq_save(rf.flags);
1929         /*
1930          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1931          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1932          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1933          */
1934         flush_smp_call_function_from_idle();
1935
1936         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1937         rq_lock(rq, &rf);
1938
1939         /*
1940          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
1941          * p->migration_pending must have remained stable.
1942          */
1943         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
1944
1945         /*
1946          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1947          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1948          * we're holding p->pi_lock.
1949          */
1950         if (task_rq(p) == rq) {
1951                 if (is_migration_disabled(p))
1952                         goto out;
1953
1954                 if (pending) {
1955                         p->migration_pending = NULL;
1956                         complete = true;
1957                 }
1958
1959                 if (dest_cpu < 0) {
1960                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
1961                                 goto out;
1962
1963                         dest_cpu = cpumask_any_distribute(&p->cpus_mask);
1964                 }
1965
1966                 if (task_on_rq_queued(p))
1967                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1968                 else
1969                         p->wake_cpu = dest_cpu;
1970
1971                 /*
1972                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
1973                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
1974                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
1975                  * anyway, so it's probably not a big deal.
1976                  */
1977
1978         } else if (pending) {
1979                 /*
1980                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
1981                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
1982                  * point we're a regular task again and not current anymore.
1983                  *
1984                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
1985                  * more likely.
1986                  */
1987
1988                 /*
1989                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
1990                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
1991                  * somewhere allowed, we're done.
1992                  */
1993                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
1994                         p->migration_pending = NULL;
1995                         complete = true;
1996                         goto out;
1997                 }
1998
1999                 /*
2000                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2001                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2002                  * it.
2003                  */
2004                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2005                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2006                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2007                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2008                 return 0;
2009         }
2010 out:
2011         if (pending)
2012                 pending->stop_pending = false;
2013         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2014
2015         if (complete)
2016                 complete_all(&pending->done);
2017
2018         return 0;
2019 }
2020
2021 int push_cpu_stop(void *arg)
2022 {
2023         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2024         struct task_struct *p = arg;
2025
2026         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2027         raw_spin_lock(&rq->lock);
2028
2029         if (task_rq(p) != rq)
2030                 goto out_unlock;
2031
2032         if (is_migration_disabled(p)) {
2033                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2034                 goto out_unlock;
2035         }
2036
2037         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2038
2039         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2040                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2041
2042         if (!lowest_rq)
2043                 goto out_unlock;
2044
2045         // XXX validate p is still the highest prio task
2046         if (task_rq(p) == rq) {
2047                 deactivate_task(rq, p, 0);
2048                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2049                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2050                 resched_curr(lowest_rq);
2051         }
2052
2053         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2054
2055 out_unlock:
2056         rq->push_busy = false;
2057         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2058         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2059
2060         put_task_struct(p);
2061         return 0;
2062 }
2063
2064 /*
2065  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2066  * actually call this function.
2067  */
2068 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2069 {
2070         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2071                 p->cpus_ptr = new_mask;
2072                 return;
2073         }
2074
2075         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2076         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2077 }
2078
2079 static void
2080 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2081 {
2082         struct rq *rq = task_rq(p);
2083         bool queued, running;
2084
2085         /*
2086          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2087          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2088          * p->pi_lock.
2089          *
2090          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2091          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2092          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2093          * before finish_task().
2094          *
2095          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2096          */
2097         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2098                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2099         else
2100                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2101
2102         queued = task_on_rq_queued(p);
2103         running = task_current(rq, p);
2104
2105         if (queued) {
2106                 /*
2107                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2108                  * holding rq->lock.
2109                  */
2110                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
2111                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2112         }
2113         if (running)
2114                 put_prev_task(rq, p);
2115
2116         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2117
2118         if (queued)
2119                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2120         if (running)
2121                 set_next_task(rq, p);
2122 }
2123
2124 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2125 {
2126         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2127 }
2128
2129 /*
2130  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2131  *
2132  *
2133  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2134  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2135  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2136  *
2137  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2138  * Consider:
2139  *
2140  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2141  *
2142  *     P0@CPU0                  P1
2143  *
2144  *     migrate_disable();
2145  *     <preempted>
2146  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2147  *
2148  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2149  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2150  * This means we need the following scheme:
2151  *
2152  *     P0@CPU0                  P1
2153  *
2154  *     migrate_disable();
2155  *     <preempted>
2156  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2157  *                                <blocks>
2158  *     <resumes>
2159  *     migrate_enable();
2160  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2161  *       <wakes local stopper>
2162  *                         `--> <woken on migration completion>
2163  *
2164  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2165  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2166  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2167  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2168  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2169  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2170  * moment.
2171  *
2172  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2173  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2174  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2175  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2176  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2177  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2178  *
2179  *
2180  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2181  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2182  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2183  * Migrate-Disable. Consider:
2184  *
2185  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2186  *
2187  *     CPU0               P1                            P2
2188  *     <P0>
2189  *       migrate_disable();
2190  *       <preempted>
2191  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2192  *                          <blocks>
2193  *     <migration/0>
2194  *       migration_cpu_stop()
2195  *         is_migration_disabled()
2196  *           <bails>
2197  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2198  *                                                         <signal completion>
2199  *                          <awakes>
2200  *
2201  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2202  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2203  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2204  */
2205 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2206                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2207 {
2208         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2209         bool stop_pending, complete = false;
2210
2211         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2212         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2213                 struct task_struct *push_task = NULL;
2214
2215                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2216                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2217                         rq->push_busy = true;
2218                         push_task = get_task_struct(p);
2219                 }
2220
2221                 /*
2222                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2223                  * then complete now.
2224                  */
2225                 pending = p->migration_pending;
2226                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2227                         p->migration_pending = NULL;
2228                         complete = true;
2229                 }
2230
2231                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2232
2233                 if (push_task) {
2234                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2235                                             p, &rq->push_work);
2236                 }
2237
2238                 if (complete)
2239                         complete_all(&pending->done);
2240
2241                 return 0;
2242         }
2243
2244         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2245                 /* serialized by p->pi_lock */
2246                 if (!p->migration_pending) {
2247                         /* Install the request */
2248                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2249                         init_completion(&my_pending.done);
2250                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2251                                 .task = p,
2252                                 .dest_cpu = -1,         /* any */
2253                                 .pending = &my_pending,
2254                         };
2255
2256                         p->migration_pending = &my_pending;
2257                 } else {
2258                         pending = p->migration_pending;
2259                         refcount_inc(&pending->refs);
2260                 }
2261         }
2262         pending = p->migration_pending;
2263         /*
2264          * - !MIGRATE_ENABLE:
2265          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2266          *
2267          * - MIGRATE_ENABLE:
2268          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2269          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2270          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2271          *   pending completion.
2272          *
2273          * Either way, we really should have a @pending here.
2274          */
2275         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2276                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2277                 return -EINVAL;
2278         }
2279
2280         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
2281                 /*
2282                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2283                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2284                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2285                  */
2286                 stop_pending = pending->stop_pending;
2287                 if (!stop_pending)
2288                         pending->stop_pending = true;
2289
2290                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2291                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2292
2293                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2294
2295                 if (!stop_pending) {
2296                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2297                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2298                 }
2299
2300                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2301                         return 0;
2302         } else {
2303
2304                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2305                         if (task_on_rq_queued(p))
2306                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2307
2308                         if (!pending->stop_pending) {
2309                                 p->migration_pending = NULL;
2310                                 complete = true;
2311                         }
2312                 }
2313                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2314
2315                 if (complete)
2316                         complete_all(&pending->done);
2317         }
2318
2319         wait_for_completion(&pending->done);
2320
2321         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2322                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2323
2324         /*
2325          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2326          * have seen the completion and decremented the refcount
2327          */
2328         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2329
2330         /* ARGH */
2331         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2332
2333         return 0;
2334 }
2335
2336 /*
2337  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2338  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2339  * is removed from the allowed bitmask.
2340  *
2341  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2342  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2343  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2344  */
2345 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2346                                   const struct cpumask *new_mask,
2347                                   u32 flags)
2348 {
2349         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2350         unsigned int dest_cpu;
2351         struct rq_flags rf;
2352         struct rq *rq;
2353         int ret = 0;
2354
2355         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2356         update_rq_clock(rq);
2357
2358         if (p->flags & PF_KTHREAD || is_migration_disabled(p)) {
2359                 /*
2360                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2361                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2362                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2363                  *
2364                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2365                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2366                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2367                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2368                  */
2369                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2370         }
2371
2372         /*
2373          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2374          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2375          */
2376         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2377                 ret = -EINVAL;
2378                 goto out;
2379         }
2380
2381         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2382                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2383                         goto out;
2384
2385                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2386                                  is_migration_disabled(p) &&
2387                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2388                         ret = -EBUSY;
2389                         goto out;
2390                 }
2391         }
2392
2393         /*
2394          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2395          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2396          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2397          */
2398         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2399         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2400                 ret = -EINVAL;
2401                 goto out;
2402         }
2403
2404         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2405
2406         return affine_move_task(rq, p, &rf, dest_cpu, flags);
2407
2408 out:
2409         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2410
2411         return ret;
2412 }
2413
2414 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2415 {
2416         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2417 }
2418 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2419
2420 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2421 {
2422 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2423         /*
2424          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2425          * ttwu() will sort out the placement.
2426          */
2427         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
2428                         !p->on_rq);
2429
2430         /*
2431          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
2432          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
2433          * time relying on p->on_rq.
2434          */
2435         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
2436                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
2437                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
2438
2439 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2440         /*
2441          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2442          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2443          *
2444          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
2445          * see task_group().
2446          *
2447          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
2448          * task_rq_lock().
2449          */
2450         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
2451                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
2452 #endif
2453         /*
2454          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
2455          */
2456         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
2457
2458         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
2459 #endif
2460
2461         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2462
2463         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2464                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
2465                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
2466                 p->se.nr_migrations++;
2467                 rseq_migrate(p);
2468                 perf_event_task_migrate(p);
2469         }
2470
2471         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2472 }
2473
2474 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2475 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
2476 {
2477         if (task_on_rq_queued(p)) {
2478                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
2479                 struct rq_flags srf, drf;
2480
2481                 src_rq = task_rq(p);
2482                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
2483
2484                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
2485                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
2486
2487                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2488                 set_task_cpu(p, cpu);
2489                 activate_task(dst_rq, p, 0);
2490                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
2491
2492                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
2493                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
2494
2495         } else {
2496                 /*
2497                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
2498                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
2499                  * previous CPU our target instead of where it really is.
2500                  */
2501                 p->wake_cpu = cpu;
2502         }
2503 }
2504
2505 struct migration_swap_arg {
2506         struct task_struct *src_task, *dst_task;
2507         int src_cpu, dst_cpu;
2508 };
2509
2510 static int migrate_swap_stop(void *data)
2511 {
2512         struct migration_swap_arg *arg = data;
2513         struct rq *src_rq, *dst_rq;
2514         int ret = -EAGAIN;
2515
2516         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
2517                 return -EAGAIN;
2518
2519         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
2520         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
2521
2522         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
2523                         &arg->dst_task->pi_lock);
2524         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
2525
2526         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
2527                 goto unlock;
2528
2529         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
2530                 goto unlock;
2531
2532         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
2533                 goto unlock;
2534
2535         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
2536                 goto unlock;
2537
2538         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
2539         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
2540
2541         ret = 0;
2542
2543 unlock:
2544         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
2545         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
2546         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
2547
2548         return ret;
2549 }
2550
2551 /*
2552  * Cross migrate two tasks
2553  */
2554 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
2555                 int target_cpu, int curr_cpu)
2556 {
2557         struct migration_swap_arg arg;
2558         int ret = -EINVAL;
2559
2560         arg = (struct migration_swap_arg){
2561                 .src_task = cur,
2562                 .src_cpu = curr_cpu,
2563                 .dst_task = p,
2564                 .dst_cpu = target_cpu,
2565         };
2566
2567         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
2568                 goto out;
2569
2570         /*
2571          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
2572          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
2573          */
2574         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
2575                 goto out;
2576
2577         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
2578                 goto out;
2579
2580         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
2581                 goto out;
2582
2583         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
2584         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
2585
2586 out:
2587         return ret;
2588 }
2589 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2590
2591 /*
2592  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2593  *
2594  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2595  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2596  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2597  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2598  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2599  * @p has remained unscheduled the whole time.
2600  *
2601  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2602  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2603  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2604  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2605  * waiting to become inactive.
2606  */
2607 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2608 {
2609         int running, queued;
2610         struct rq_flags rf;
2611         unsigned long ncsw;
2612         struct rq *rq;
2613
2614         for (;;) {
2615                 /*
2616                  * We do the initial early heuristics without holding
2617                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2618                  * the runqueue lock when things look like they will
2619                  * work out!
2620                  */
2621                 rq = task_rq(p);
2622
2623                 /*
2624                  * If the task is actively running on another CPU
2625                  * still, just relax and busy-wait without holding
2626                  * any locks.
2627                  *
2628                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2629                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2630                  * But we don't care, since "task_running()" will
2631                  * return false if the runqueue has changed and p
2632                  * is actually now running somewhere else!
2633                  */
2634                 while (task_running(rq, p)) {
2635                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2636                                 return 0;
2637                         cpu_relax();
2638                 }
2639
2640                 /*
2641                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2642                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2643                  * just go back and repeat.
2644                  */
2645                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
2646                 trace_sched_wait_task(p);
2647                 running = task_running(rq, p);
2648                 queued = task_on_rq_queued(p);
2649                 ncsw = 0;
2650                 if (!match_state || p->state == match_state)
2651                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2652                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2653
2654                 /*
2655                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2656                  */
2657                 if (unlikely(!ncsw))
2658                         break;
2659
2660                 /*
2661                  * Was it really running after all now that we
2662                  * checked with the proper locks actually held?
2663                  *
2664                  * Oops. Go back and try again..
2665                  */
2666                 if (unlikely(running)) {
2667                         cpu_relax();
2668                         continue;
2669                 }
2670
2671                 /*
2672                  * It's not enough that it's not actively running,
2673                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2674                  * preempted!
2675                  *
2676                  * So if it was still runnable (but just not actively
2677                  * running right now), it's preempted, and we should
2678                  * yield - it could be a while.
2679                  */
2680                 if (unlikely(queued)) {
2681                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
2682
2683                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2684                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2685                         continue;
2686                 }
2687
2688                 /*
2689                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2690                  * runnable, which means that it will never become
2691                  * running in the future either. We're all done!
2692                  */
2693                 break;
2694         }
2695
2696         return ncsw;
2697 }
2698
2699 /***
2700  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2701  * @p: the to-be-kicked thread
2702  *
2703  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2704  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2705  *
2706  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2707  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2708  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2709  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2710  * achieved as well.
2711  */
2712 void kick_process(struct task_struct *p)
2713 {
2714         int cpu;
2715
2716         preempt_disable();
2717         cpu = task_cpu(p);
2718         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2719                 smp_send_reschedule(cpu);
2720         preempt_enable();
2721 }
2722 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2723
2724 /*
2725  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2726  *
2727  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2728  *
2729  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2730  *
2731  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2732  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2733  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2734  *    see it.
2735  *
2736  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2737  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2738  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2739  *    off.
2740  *
2741  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2742  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2743  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2744  * to satisfy the above rules.
2745  */
2746 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2747 {
2748         int nid = cpu_to_node(cpu);
2749         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2750         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2751         int dest_cpu;
2752
2753         /*
2754          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2755          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2756          * select the CPU on the other node.
2757          */
2758         if (nid != -1) {
2759                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2760
2761                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2762                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2763                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2764                                 continue;
2765                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2766                                 return dest_cpu;
2767                 }
2768         }
2769
2770         for (;;) {
2771                 /* Any allowed, online CPU? */
2772                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2773                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2774                                 continue;
2775
2776                         goto out;
2777                 }
2778
2779                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2780                 switch (state) {
2781                 case cpuset:
2782                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2783                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2784                                 state = possible;
2785                                 break;
2786                         }
2787                         fallthrough;
2788                 case possible:
2789                         /*
2790                          * XXX When called from select_task_rq() we only
2791                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
2792                          *
2793                          * More yuck to audit.
2794                          */
2795                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2796                         state = fail;
2797                         break;
2798
2799                 case fail:
2800                         BUG();
2801                         break;
2802                 }
2803         }
2804
2805 out:
2806         if (state != cpuset) {
2807                 /*
2808                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2809                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2810                  * leave kernel.
2811                  */
2812                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2813                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2814                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2815                 }
2816         }
2817
2818         return dest_cpu;
2819 }
2820
2821 /*
2822  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2823  */
2824 static inline
2825 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2826 {
2827         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2828
2829         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
2830                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
2831         else
2832                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2833
2834         /*
2835          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2836          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2837          * CPU.
2838          *
2839          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2840          *
2841          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2842          *   not worry about this generic constraint ]
2843          */
2844         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2845                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2846
2847         return cpu;
2848 }
2849
2850 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2851 {
2852         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
2853         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2854         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2855
2856         if (stop) {
2857                 /*
2858                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2859                  * userspace knows about and won't get confused about.
2860                  *
2861                  * Also, it will make PI more or less work without too
2862                  * much confusion -- but then, stop work should not
2863                  * rely on PI working anyway.
2864                  */
2865                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2866
2867                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2868
2869                 /*
2870                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
2871                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
2872                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
2873                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
2874                  * around the current task.
2875                  *
2876                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
2877                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
2878                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
2879                  * own class.
2880                  */
2881                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
2882         }
2883
2884         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2885
2886         if (old_stop) {
2887                 /*
2888                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2889                  * it can die in pieces.
2890                  */
2891                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2892         }
2893 }
2894
2895 #else /* CONFIG_SMP */
2896
2897 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2898                                          const struct cpumask *new_mask,
2899                                          u32 flags)
2900 {
2901         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2902 }
2903
2904 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2905
2906 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2907 {
2908         return false;
2909 }
2910
2911 #endif /* !CONFIG_SMP */
2912
2913 static void
2914 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2915 {
2916         struct rq *rq;
2917
2918         if (!schedstat_enabled())
2919                 return;
2920
2921         rq = this_rq();
2922
2923 #ifdef CONFIG_SMP
2924         if (cpu == rq->cpu) {
2925                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2926                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2927         } else {
2928                 struct sched_domain *sd;
2929
2930                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2931                 rcu_read_lock();
2932                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2933                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2934                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2935                                 break;
2936                         }
2937                 }
2938                 rcu_read_unlock();
2939         }
2940
2941         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2942                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2943 #endif /* CONFIG_SMP */
2944
2945         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2946         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2947
2948         if (wake_flags & WF_SYNC)
2949                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2950 }
2951
2952 /*
2953  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2954  */
2955 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2956                            struct rq_flags *rf)
2957 {
2958         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2959         p->state = TASK_RUNNING;
2960         trace_sched_wakeup(p);
2961
2962 #ifdef CONFIG_SMP
2963         if (p->sched_class->task_woken) {
2964                 /*
2965                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
2966                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2967                  */
2968                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2969                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2970                 rq_repin_lock(rq, rf);
2971         }
2972
2973         if (rq->idle_stamp) {
2974                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2975                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2976
2977                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2978
2979                 if (rq->avg_idle > max)
2980                         rq->avg_idle = max;
2981
2982                 rq->idle_stamp = 0;
2983         }
2984 #endif
2985 }
2986
2987 static void
2988 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2989                  struct rq_flags *rf)
2990 {
2991         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2992
2993         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2994
2995         if (p->sched_contributes_to_load)
2996                 rq->nr_uninterruptible--;
2997
2998 #ifdef CONFIG_SMP
2999         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3000                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3001         else
3002 #endif
3003         if (p->in_iowait) {
3004                 delayacct_blkio_end(p);
3005                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3006         }
3007
3008         activate_task(rq, p, en_flags);
3009         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3010 }
3011
3012 /*
3013  * Consider @p being inside a wait loop:
3014  *
3015  *   for (;;) {
3016  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3017  *
3018  *      if (CONDITION)
3019  *         break;
3020  *
3021  *      schedule();
3022  *   }
3023  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3024  *
3025  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3026  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3027  * an atomic manner.
3028  *
3029  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3030  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3031  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3032  * need to do a full wakeup with enqueue.
3033  *
3034  * Returns: %true when the wakeup is done,
3035  *          %false otherwise.
3036  */
3037 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3038 {
3039         struct rq_flags rf;
3040         struct rq *rq;
3041         int ret = 0;
3042
3043         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3044         if (task_on_rq_queued(p)) {
3045                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3046                 update_rq_clock(rq);
3047                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3048                 ret = 1;
3049         }
3050         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3051
3052         return ret;
3053 }
3054
3055 #ifdef CONFIG_SMP
3056 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3057 {
3058         struct llist_node *llist = arg;
3059         struct rq *rq = this_rq();
3060         struct task_struct *p, *t;
3061         struct rq_flags rf;
3062
3063         if (!llist)
3064                 return;
3065
3066         /*
3067          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3068          * Races such that false-negatives are possible, since they
3069          * are shorter lived that false-positives would be.
3070          */
3071         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3072
3073         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3074         update_rq_clock(rq);
3075
3076         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3077                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3078                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3079
3080                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3081                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3082
3083                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3084         }
3085
3086         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3087 }
3088
3089 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3090 {
3091         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3092
3093         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3094                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3095         else
3096                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3097 }
3098
3099 /*
3100  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3101  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3102  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3103  * of the wakeup instead of the waker.
3104  */
3105 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3106 {
3107         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3108
3109         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3110
3111         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3112         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3113 }
3114
3115 void wake_up_if_idle(int cpu)
3116 {
3117         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3118         struct rq_flags rf;
3119
3120         rcu_read_lock();
3121
3122         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3123                 goto out;
3124
3125         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
3126                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3127         } else {
3128                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3129                 if (is_idle_task(rq->curr))
3130                         smp_send_reschedule(cpu);
3131                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3132                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3133         }
3134
3135 out:
3136         rcu_read_unlock();
3137 }
3138
3139 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3140 {
3141         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3142 }
3143
3144 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
3145 {
3146         /*
3147          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3148          * in hotplug state.
3149          */
3150         if (!cpu_active(cpu))
3151                 return false;
3152
3153         /*
3154          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3155          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3156          */
3157         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3158                 return true;
3159
3160         /*
3161          * If the task is descheduling and the only running task on the
3162          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
3163          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
3164          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
3165          */
3166         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
3167                 return true;
3168
3169         return false;
3170 }
3171
3172 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3173 {
3174         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
3175                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
3176                         return false;
3177
3178                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3179                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3180                 return true;
3181         }
3182
3183         return false;
3184 }
3185
3186 #else /* !CONFIG_SMP */
3187
3188 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3189 {
3190         return false;
3191 }
3192
3193 #endif /* CONFIG_SMP */
3194
3195 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3196 {
3197         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3198         struct rq_flags rf;
3199
3200         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3201                 return;
3202
3203         rq_lock(rq, &rf);
3204         update_rq_clock(rq);
3205         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3206         rq_unlock(rq, &rf);
3207 }
3208
3209 /*
3210  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3211  *
3212  *  MIGRATION
3213  *
3214  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3215  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3216  * execution on its new CPU [c1].
3217  *
3218  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3219  *
3220  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3221  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3222  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3223  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3224  *
3225  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3226  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3227  *
3228  * Example:
3229  *
3230  *   CPU0            CPU1            CPU2
3231  *
3232  *   LOCK rq(0)->lock
3233  *   sched-out X
3234  *   sched-in Y
3235  *   UNLOCK rq(0)->lock
3236  *
3237  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3238  *                                   dequeue X
3239  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3240  *
3241  *                                   LOCK rq(1)->lock
3242  *                                   enqueue X
3243  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3244  *
3245  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3246  *                   sched-out Z
3247  *                   sched-in X
3248  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3249  *
3250  *
3251  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3252  *
3253  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3254  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3255  * chain to provide order. Instead we do:
3256  *
3257  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3258  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3259  *
3260  * Example:
3261  *
3262  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3263  *
3264  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3265  *   dequeue X
3266  *   sched-out X
3267  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3268  *
3269  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3270  *                    X->state = WAKING
3271  *                    set_task_cpu(X,2)
3272  *
3273  *                    LOCK rq(2)->lock
3274  *                    enqueue X
3275  *                    X->state = RUNNING
3276  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3277  *
3278  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3279  *                                          sched-out Z
3280  *                                          sched-in X
3281  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
3282  *
3283  *                    UNLOCK X->pi_lock
3284  *   UNLOCK rq(0)->lock
3285  *
3286  *
3287  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
3288  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
3289  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
3290  */
3291
3292 /**
3293  * try_to_wake_up - wake up a thread
3294  * @p: the thread to be awakened
3295  * @state: the mask of task states that can be woken
3296  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
3297  *
3298  * Conceptually does:
3299  *
3300  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
3301  *
3302  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
3303  *
3304  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
3305  *
3306  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
3307  * with set_current_state().
3308  *
3309  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
3310  *
3311  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
3312  *  - p->sched_class
3313  *  - p->cpus_ptr
3314  *  - p->sched_task_group
3315  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
3316  *
3317  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
3318  * Takes rq->lock in:
3319  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
3320  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
3321  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
3322  *
3323  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
3324  * many memory barriers and their comments for details.
3325  *
3326  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
3327  *         %false otherwise.
3328  */
3329 static int
3330 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
3331 {
3332         unsigned long flags;
3333         int cpu, success = 0;
3334
3335         preempt_disable();
3336         if (p == current) {
3337                 /*
3338                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
3339                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
3340                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
3341                  * without taking any locks.
3342                  *
3343                  * In particular:
3344                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
3345                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
3346                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
3347                  */
3348                 if (!(p->state & state))
3349                         goto out;
3350
3351                 success = 1;
3352                 trace_sched_waking(p);
3353                 p->state = TASK_RUNNING;
3354                 trace_sched_wakeup(p);
3355                 goto out;
3356         }
3357
3358         /*
3359          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
3360          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
3361          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
3362          * in set_current_state() that the waiting thread does.
3363          */
3364         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3365         smp_mb__after_spinlock();
3366         if (!(p->state & state))
3367                 goto unlock;
3368
3369         trace_sched_waking(p);
3370
3371         /* We're going to change ->state: */
3372         success = 1;
3373
3374         /*
3375          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
3376          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
3377          * in smp_cond_load_acquire() below.
3378          *
3379          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
3380          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
3381          *   UNLOCK rq->lock
3382          *
3383          * __schedule() (switch to task 'p')
3384          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3385          *   smp_mb__after_spinlock();
3386          *   UNLOCK rq->lock
3387          *
3388          * [task p]
3389          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
3390          *
3391          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3392          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3393          *
3394          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
3395          */
3396         smp_rmb();
3397         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
3398                 goto unlock;
3399
3400 #ifdef CONFIG_SMP
3401         /*
3402          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
3403          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
3404          *
3405          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
3406          * from the runqueue.
3407          *
3408          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
3409          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
3410          *   UNLOCK rq->lock
3411          *
3412          * __schedule() (put 'p' to sleep)
3413          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3414          *   smp_mb__after_spinlock();
3415          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
3416          *
3417          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3418          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3419          *
3420          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
3421          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
3422          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
3423          */
3424         smp_acquire__after_ctrl_dep();
3425
3426         /*
3427          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
3428          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
3429          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
3430          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
3431          */
3432         p->state = TASK_WAKING;
3433
3434         /*
3435          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3436          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
3437          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
3438          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
3439          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
3440          *
3441          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
3442          *
3443          * set_task_cpu(p, cpu);
3444          *   STORE p->cpu = @cpu
3445          * __schedule() (switch to task 'p')
3446          *   LOCK rq->lock
3447          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
3448          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
3449          *
3450          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
3451          * scheduling.
3452          */
3453         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
3454             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
3455                 goto unlock;
3456
3457         /*
3458          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3459          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
3460          *
3461          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
3462          *
3463          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
3464          * their previous state and preserve Program Order.
3465          */
3466         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3467
3468         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
3469         if (task_cpu(p) != cpu) {
3470                 if (p->in_iowait) {
3471                         delayacct_blkio_end(p);
3472                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3473                 }
3474
3475                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
3476                 psi_ttwu_dequeue(p);
3477                 set_task_cpu(p, cpu);
3478         }
3479 #else
3480         cpu = task_cpu(p);
3481 #endif /* CONFIG_SMP */
3482
3483         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
3484 unlock:
3485         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3486 out:
3487         if (success)
3488                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
3489         preempt_enable();
3490
3491         return success;
3492 }
3493
3494 /**
3495  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
3496  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
3497  * @func: Function to invoke.
3498  * @arg: Argument to function.
3499  *
3500  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
3501  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
3502  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
3503  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
3504  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
3505  * lightweight.
3506  *
3507  * Returns:
3508  *      @false if the task slipped out from under the locks.
3509  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
3510  *              However, @func can override this by returning @false.
3511  */
3512 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
3513 {
3514         struct rq_flags rf;
3515         bool ret = false;
3516         struct rq *rq;
3517
3518         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3519         if (p->on_rq) {
3520                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3521                 if (task_rq(p) == rq)
3522                         ret = func(p, arg);
3523                 rq_unlock(rq, &rf);
3524         } else {
3525                 switch (p->state) {
3526                 case TASK_RUNNING:
3527                 case TASK_WAKING:
3528                         break;
3529                 default:
3530                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
3531                         if (!p->on_rq)
3532                                 ret = func(p, arg);
3533                 }
3534         }
3535         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
3536         return ret;
3537 }
3538
3539 /**
3540  * wake_up_process - Wake up a specific process
3541  * @p: The process to be woken up.
3542  *
3543  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
3544  * processes.
3545  *
3546  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
3547  *
3548  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
3549  */
3550 int wake_up_process(struct task_struct *p)
3551 {
3552         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
3553 }
3554 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
3555
3556 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
3557 {
3558         return try_to_wake_up(p, state, 0);
3559 }
3560
3561 /*
3562  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
3563  * p is forked by current.
3564  *
3565  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
3566  */
3567 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3568 {
3569         p->on_rq                        = 0;
3570
3571         p->se.on_rq                     = 0;
3572         p->se.exec_start                = 0;
3573         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
3574         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
3575         p->se.nr_migrations             = 0;
3576         p->se.vruntime                  = 0;
3577         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
3578
3579 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3580         p->se.cfs_rq                    = NULL;
3581 #endif
3582
3583 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3584         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
3585         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
3586 #endif
3587
3588         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
3589         init_dl_task_timer(&p->dl);
3590         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
3591         __dl_clear_params(p);
3592
3593         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
3594         p->rt.timeout           = 0;
3595         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
3596         p->rt.on_rq             = 0;
3597         p->rt.on_list           = 0;
3598
3599 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3600         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
3601 #endif
3602
3603 #ifdef CONFIG_COMPACTION
3604         p->capture_control = NULL;
3605 #endif
3606         init_numa_balancing(clone_flags, p);
3607 #ifdef CONFIG_SMP
3608         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
3609         p->migration_pending = NULL;
3610 #endif
3611 }
3612
3613 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
3614
3615 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3616
3617 void set_numabalancing_state(bool enabled)
3618 {
3619         if (enabled)
3620                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
3621         else
3622                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
3623 }
3624
3625 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3626 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
3627                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
3628 {
3629         struct ctl_table t;
3630         int err;
3631         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
3632
3633         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3634                 return -EPERM;
3635
3636         t = *table;
3637         t.data = &state;
3638         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3639         if (err < 0)
3640                 return err;
3641         if (write)
3642                 set_numabalancing_state(state);
3643         return err;
3644 }
3645 #endif
3646 #endif
3647
3648 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3649
3650 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
3651 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
3652
3653 static void set_schedstats(bool enabled)
3654 {
3655         if (enabled)
3656                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
3657         else
3658                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
3659 }
3660
3661 void force_schedstat_enabled(void)
3662 {
3663         if (!schedstat_enabled()) {
3664                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
3665                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
3666         }
3667 }
3668
3669 static int __init setup_schedstats(char *str)
3670 {
3671         int ret = 0;
3672         if (!str)
3673                 goto out;
3674
3675         /*
3676          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
3677          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
3678          * variable so init_schedstats() can do it later.
3679          */
3680         if (!strcmp(str, "enable")) {
3681                 __sched_schedstats = true;
3682                 ret = 1;
3683         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
3684                 __sched_schedstats = false;
3685                 ret = 1;
3686         }
3687 out:
3688         if (!ret)
3689                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
3690
3691         return ret;
3692 }
3693 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
3694
3695 static void __init init_schedstats(void)
3696 {
3697         set_schedstats(__sched_schedstats);
3698 }
3699
3700 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3701 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
3702                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
3703 {
3704         struct ctl_table t;
3705         int err;
3706         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
3707
3708         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3709                 return -EPERM;
3710
3711         t = *table;
3712         t.data = &state;
3713         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3714         if (err < 0)
3715                 return err;
3716         if (write)
3717                 set_schedstats(state);
3718         return err;
3719 }
3720 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
3721 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
3722 static inline void init_schedstats(void) {}
3723 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
3724
3725 /*
3726  * fork()/clone()-time setup:
3727  */
3728 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3729 {
3730         unsigned long flags;
3731
3732         __sched_fork(clone_flags, p);
3733         /*
3734          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
3735          * nobody will actually run it, and a signal or other external
3736          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
3737          */
3738         p->state = TASK_NEW;
3739
3740         /*
3741          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
3742          */
3743         p->prio = current->normal_prio;
3744
3745         uclamp_fork(p);
3746
3747         /*
3748          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
3749          */
3750         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
3751                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3752                         p->policy = SCHED_NORMAL;
3753                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3754                         p->rt_priority = 0;
3755                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
3756                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3757
3758                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
3759                 set_load_weight(p, false);
3760
3761                 /*
3762                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
3763                  * fulfilled its duty:
3764                  */
3765                 p->sched_reset_on_fork = 0;
3766         }
3767
3768         if (dl_prio(p->prio))
3769                 return -EAGAIN;
3770         else if (rt_prio(p->prio))
3771                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3772         else
3773                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3774
3775         init_entity_runnable_average(&p->se);
3776
3777         /*
3778          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
3779          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
3780          * is ran before sched_fork().
3781          *
3782          * Silence PROVE_RCU.
3783          */
3784         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3785         rseq_migrate(p);
3786         /*
3787          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
3788          * so use __set_task_cpu().
3789          */
3790         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
3791         if (p->sched_class->task_fork)
3792                 p->sched_class->task_fork(p);
3793         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3794
3795 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
3796         if (likely(sched_info_on()))
3797                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3798 #endif
3799 #if defined(CONFIG_SMP)
3800         p->on_cpu = 0;
3801 #endif
3802         init_task_preempt_count(p);
3803 #ifdef CONFIG_SMP
3804         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3805         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
3806 #endif
3807         return 0;
3808 }
3809
3810 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
3811 {
3812         uclamp_post_fork(p);
3813 }
3814
3815 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
3816 {
3817         if (runtime == RUNTIME_INF)
3818                 return BW_UNIT;
3819
3820         /*
3821          * Doing this here saves a lot of checks in all
3822          * the calling paths, and returning zero seems
3823          * safe for them anyway.
3824          */
3825         if (period == 0)
3826                 return 0;
3827
3828         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
3829 }
3830
3831 /*
3832  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3833  *
3834  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3835  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3836  * on the runqueue and wakes it.
3837  */
3838 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3839 {
3840         struct rq_flags rf;
3841         struct rq *rq;
3842
3843         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3844         p->state = TASK_RUNNING;
3845 #ifdef CONFIG_SMP
3846         /*
3847          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3848          *  - cpus_ptr can change in the fork path
3849          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
3850          *
3851          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
3852          * as we're not fully set-up yet.
3853          */
3854         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
3855         rseq_migrate(p);
3856         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
3857 #endif
3858         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3859         update_rq_clock(rq);
3860         post_init_entity_util_avg(p);
3861
3862         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
3863         trace_sched_wakeup_new(p);
3864         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3865 #ifdef CONFIG_SMP
3866         if (p->sched_class->task_woken) {
3867                 /*
3868                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
3869                  * drop it.
3870                  */
3871                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3872                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3873                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3874         }
3875 #endif
3876         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3877 }
3878
3879 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3880
3881 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3882
3883 void preempt_notifier_inc(void)
3884 {
3885         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3886 }
3887 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3888
3889 void preempt_notifier_dec(void)
3890 {
3891         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3892 }
3893 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3894
3895 /**
3896  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3897  * @notifier: notifier struct to register
3898  */
3899 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3900 {
3901         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3902                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3903
3904         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3905 }
3906 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3907
3908 /**
3909  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3910  * @notifier: notifier struct to unregister
3911  *
3912  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3913  */
3914 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3915 {
3916         hlist_del(&notifier->link);
3917 }
3918 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3919
3920 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3921 {
3922         struct preempt_notifier *notifier;
3923
3924         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3925                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3926 }
3927
3928 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3929 {
3930         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3931                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3932 }
3933
3934 static void
3935 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3936                                    struct task_struct *next)
3937 {
3938         struct preempt_notifier *notifier;
3939
3940         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3941                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3942 }
3943
3944 static __always_inline void
3945 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3946                                  struct task_struct *next)
3947 {
3948         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3949                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3950 }
3951
3952 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3953
3954 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3955 {
3956 }
3957
3958 static inline void
3959 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3960                                  struct task_struct *next)
3961 {
3962 }
3963
3964 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3965
3966 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3967 {
3968 #ifdef CONFIG_SMP
3969         /*
3970          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3971          * such that any running task will have this set.
3972          *
3973          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
3974          */
3975         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
3976 #endif
3977 }
3978
3979 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3980 {
3981 #ifdef CONFIG_SMP
3982         /*
3983          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
3984          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
3985          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3986          * finished.
3987          *
3988          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3989          * happen before this.
3990          *
3991          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3992          */
3993         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3994 #endif
3995 }
3996
3997 #ifdef CONFIG_SMP
3998
3999 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4000 {
4001         void (*func)(struct rq *rq);
4002         struct callback_head *next;
4003
4004         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4005
4006         while (head) {
4007                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4008                 next = head->next;
4009                 head->next = NULL;
4010                 head = next;
4011
4012                 func(rq);
4013         }
4014 }
4015
4016 static void balance_push(struct rq *rq);
4017
4018 struct callback_head balance_push_callback = {
4019         .next = NULL,
4020         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4021 };
4022
4023 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4024 {
4025         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4026
4027         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4028         if (head)
4029                 rq->balance_callback = NULL;
4030
4031         return head;
4032 }
4033
4034 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4035 {
4036         do_balance_callbacks(rq, splice_balance_callbacks(rq));
4037 }
4038
4039 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4040 {
4041         unsigned long flags;
4042
4043         if (unlikely(head)) {
4044                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4045                 do_balance_callbacks(rq, head);
4046                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4047         }
4048 }
4049
4050 #else
4051
4052 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4053 {
4054 }
4055
4056 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4057 {
4058         return NULL;
4059 }
4060
4061 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4062 {
4063 }
4064
4065 #endif
4066
4067 static inline void
4068 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4069 {
4070         /*
4071          * Since the runqueue lock will be released by the next
4072          * task (which is an invalid locking op but in the case
4073          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4074          * do an early lockdep release here:
4075          */
4076         rq_unpin_lock(rq, rf);
4077         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
4078 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4079         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4080         rq->lock.owner = next;
4081 #endif
4082 }
4083
4084 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4085 {
4086         /*
4087          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4088          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4089          * prev into current:
4090          */
4091         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4092         __balance_callbacks(rq);
4093         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
4094 }
4095
4096 /*
4097  * NOP if the arch has not defined these:
4098  */
4099
4100 #ifndef prepare_arch_switch
4101 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4102 #endif
4103
4104 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4105 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4106 #endif
4107
4108 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4109 {
4110 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4111         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4112                 __kmap_local_sched_out();
4113 #endif
4114 }
4115
4116 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4117 {
4118 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4119         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4120                 __kmap_local_sched_in();
4121 #endif
4122 }
4123
4124 /**
4125  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4126  * @rq: the runqueue preparing to switch
4127  * @prev: the current task that is being switched out
4128  * @next: the task we are going to switch to.
4129  *
4130  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4131  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4132  * switch.
4133  *
4134  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4135  * hooks.
4136  */
4137 static inline void
4138 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4139                     struct task_struct *next)
4140 {
4141         kcov_prepare_switch(prev);
4142         sched_info_switch(rq, prev, next);
4143         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4144         rseq_preempt(prev);
4145         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4146         kmap_local_sched_out();
4147         prepare_task(next);
4148         prepare_arch_switch(next);
4149 }
4150
4151 /**
4152  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
4153  * @prev: the thread we just switched away from.
4154  *
4155  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
4156  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
4157  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
4158  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
4159  *
4160  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
4161  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
4162  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
4163  * details.)
4164  *
4165  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
4166  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
4167  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
4168  * because prev may have moved to another CPU.
4169  */
4170 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
4171         __releases(rq->lock)
4172 {
4173         struct rq *rq = this_rq();
4174         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
4175         long prev_state;
4176
4177         /*
4178          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
4179          * because it left us after:
4180          *
4181          *      schedule()
4182          *        preempt_disable();                    // 1
4183          *        __schedule()
4184          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
4185          *
4186          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
4187          */
4188         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
4189                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
4190                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
4191                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
4192
4193         rq->prev_mm = NULL;
4194
4195         /*
4196          * A task struct has one reference for the use as "current".
4197          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
4198          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
4199          * the scheduled task must drop that reference.
4200          *
4201          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
4202          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
4203          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
4204          * transition, resulting in a double drop.
4205          */
4206         prev_state = prev->state;
4207         vtime_task_switch(prev);
4208         perf_event_task_sched_in(prev, current);
4209         finish_task(prev);
4210         finish_lock_switch(rq);
4211         finish_arch_post_lock_switch();
4212         kcov_finish_switch(current);
4213         /*
4214          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
4215          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
4216          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
4217          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
4218          * disabled either.
4219          */
4220         kmap_local_sched_in();
4221
4222         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
4223         /*
4224          * When switching through a kernel thread, the loop in
4225          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
4226          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
4227          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
4228          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
4229          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
4230          *
4231          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
4232          *   provided by mmdrop(),
4233          * - a sync_core for SYNC_CORE.
4234          */
4235         if (mm) {
4236                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
4237                 mmdrop(mm);
4238         }
4239         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
4240                 if (prev->sched_class->task_dead)
4241                         prev->sched_class->task_dead(prev);
4242
4243                 /*
4244                  * Remove function-return probe instances associated with this
4245                  * task and put them back on the free list.
4246                  */
4247                 kprobe_flush_task(prev);
4248
4249                 /* Task is done with its stack. */
4250                 put_task_stack(prev);
4251
4252                 put_task_struct_rcu_user(prev);
4253         }
4254
4255         tick_nohz_task_switch();
4256         return rq;
4257 }
4258
4259 /**
4260  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
4261  * @prev: the thread we just switched away from.
4262  */
4263 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
4264         __releases(rq->lock)
4265 {
4266         /*
4267          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
4268          * finish_task_switch() for details.
4269          *
4270          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
4271          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
4272          * PREEMPT_COUNT kernels).
4273          */
4274
4275         finish_task_switch(prev);
4276         preempt_enable();
4277
4278         if (current->set_child_tid)
4279                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
4280
4281         calculate_sigpending();
4282 }
4283
4284 /*
4285  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
4286  */
4287 static __always_inline struct rq *
4288 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4289                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4290 {
4291         prepare_task_switch(rq, prev, next);
4292
4293         /*
4294          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
4295          * combine the page table reload and the switch backend into
4296          * one hypercall.
4297          */
4298         arch_start_context_switch(prev);
4299
4300         /*
4301          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
4302          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
4303          *
4304          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
4305          *   user ->   user   switch
4306          */
4307         if (!next->mm) {                                // to kernel
4308                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
4309
4310                 next->active_mm = prev->active_mm;
4311                 if (prev->mm)                           // from user
4312                         mmgrab(prev->active_mm);
4313                 else
4314                         prev->active_mm = NULL;
4315         } else {                                        // to user
4316                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
4317                 /*
4318                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
4319                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
4320                  *
4321                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
4322                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
4323                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
4324                  */
4325                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
4326
4327                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
4328                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
4329                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
4330                         prev->active_mm = NULL;
4331                 }
4332         }
4333
4334         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4335
4336         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
4337
4338         /* Here we just switch the register state and the stack. */
4339         switch_to(prev, next, prev);
4340         barrier();
4341
4342         return finish_task_switch(prev);
4343 }
4344
4345 /*
4346  * nr_running and nr_context_switches:
4347  *
4348  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
4349  * threads, total number of context switches performed since bootup.
4350  */
4351 unsigned long nr_running(void)
4352 {
4353         unsigned long i, sum = 0;
4354
4355         for_each_online_cpu(i)
4356                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
4357
4358         return sum;
4359 }
4360
4361 /*
4362  * Check if only the current task is running on the CPU.
4363  *
4364  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
4365  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
4366  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
4367  *
4368  * - from a non-preemptible section (of course)
4369  *
4370  * - from a thread that is bound to a single CPU
4371  *
4372  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
4373  */
4374 bool single_task_running(void)
4375 {
4376         return raw_rq()->nr_running == 1;
4377 }
4378 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
4379
4380 unsigned long long nr_context_switches(void)
4381 {
4382         int i;
4383         unsigned long long sum = 0;
4384
4385         for_each_possible_cpu(i)
4386                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
4387
4388         return sum;
4389 }
4390
4391 /*
4392  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
4393  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
4394  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
4395  * it does become runnable.
4396  */
4397
4398 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
4399 {
4400         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
4401 }
4402
4403 /*
4404  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
4405  *
4406  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
4407  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
4408  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
4409  *
4410  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
4411  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
4412  * running and we'd not be idle.
4413  *
4414  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
4415  * is broken.
4416  *
4417  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
4418  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
4419  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
4420  * utilising both CPUs.
4421  *
4422  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
4423  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
4424  *
4425  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
4426  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
4427  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
4428  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
4429  *
4430  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
4431  */
4432
4433 unsigned long nr_iowait(void)
4434 {
4435         unsigned long i, sum = 0;
4436
4437         for_each_possible_cpu(i)
4438                 sum += nr_iowait_cpu(i);
4439
4440         return sum;
4441 }
4442
4443 #ifdef CONFIG_SMP
4444
4445 /*
4446  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
4447  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
4448  */
4449 void sched_exec(void)
4450 {
4451         struct task_struct *p = current;
4452         unsigned long flags;
4453         int dest_cpu;
4454
4455         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4456         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
4457         if (dest_cpu == smp_processor_id())
4458                 goto unlock;
4459
4460         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
4461                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4462
4463                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4464                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
4465                 return;
4466         }
4467 unlock:
4468         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4469 }
4470
4471 #endif
4472
4473 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4474 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
4475
4476 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4477 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
4478
4479 /*
4480  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
4481  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
4482  * we observe a high rate of cache misses in practice.
4483  * Prefetching this data results in improved performance.
4484  */
4485 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
4486 {
4487 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4488         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
4489 #else
4490         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
4491 #endif
4492         prefetch(curr);
4493         prefetch(&curr->exec_start);
4494 }
4495
4496 /*
4497  * Return accounted runtime for the task.
4498  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4499  * pending runtime that have not been accounted yet.
4500  */
4501 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4502 {
4503         struct rq_flags rf;
4504         struct rq *rq;
4505         u64 ns;
4506
4507 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
4508         /*
4509          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
4510          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
4511          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
4512          *
4513          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
4514          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
4515          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
4516          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
4517          * been accounted, so we're correct here as well.
4518          */
4519         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
4520                 return p->se.sum_exec_runtime;
4521 #endif
4522
4523         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4524         /*
4525          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
4526          * project cycles that may never be accounted to this
4527          * thread, breaking clock_gettime().
4528          */
4529         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
4530                 prefetch_curr_exec_start(p);
4531                 update_rq_clock(rq);
4532                 p->sched_class->update_curr(rq);
4533         }
4534         ns = p->se.sum_exec_runtime;
4535         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4536
4537         return ns;
4538 }
4539
4540 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4541 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
4542 {
4543         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
4544         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
4545         static bool warned_once;
4546
4547         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
4548                 return 0;
4549
4550         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
4551                 return 0;
4552
4553         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
4554                 return 0;
4555
4556         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
4557                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
4558                 rq->ticks_without_resched = 0;
4559                 return 0;
4560         }
4561
4562         rq->ticks_without_resched++;
4563         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
4564         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
4565                 return 0;
4566
4567         warned_once = true;
4568
4569         return resched_latency;
4570 }
4571
4572 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
4573 {
4574         long val;
4575
4576         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
4577                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
4578                 return 1;
4579         }
4580
4581         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
4582         return 1;
4583 }
4584 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
4585 #else
4586 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
4587 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
4588
4589 /*
4590  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4591  * We call it with interrupts disabled.
4592  */
4593 void scheduler_tick(void)
4594 {
4595         int cpu = smp_processor_id();
4596         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4597         struct task_struct *curr = rq->curr;
4598         struct rq_flags rf;
4599         unsigned long thermal_pressure;
4600         u64 resched_latency;
4601
4602         arch_scale_freq_tick();
4603         sched_clock_tick();
4604
4605         rq_lock(rq, &rf);
4606
4607         update_rq_clock(rq);
4608         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
4609         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
4610         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4611         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
4612                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
4613         calc_global_load_tick(rq);
4614
4615         rq_unlock(rq, &rf);
4616
4617         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
4618                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
4619
4620         perf_event_task_tick();
4621
4622 #ifdef CONFIG_SMP
4623         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4624         trigger_load_balance(rq);
4625 #endif
4626 }
4627
4628 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
4629
4630 struct tick_work {
4631         int                     cpu;
4632         atomic_t                state;
4633         struct delayed_work     work;
4634 };
4635 /* Values for ->state, see diagram below. */
4636 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
4637 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
4638 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
4639
4640 /*
4641  * State diagram for ->state:
4642  *
4643  *
4644  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
4645  *                    |   ^
4646  *                    |   |
4647  *                    |   | sched_tick_remote()
4648  *                    |   |
4649  *                    |   |
4650  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
4651  *                    |   ^
4652  *                    |   |
4653  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
4654  *                    |   |
4655  *                    V   |
4656  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
4657  *
4658  *
4659  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
4660  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
4661  */
4662
4663 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
4664
4665 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
4666 {
4667         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
4668         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
4669         int cpu = twork->cpu;
4670         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4671         struct task_struct *curr;
4672         struct rq_flags rf;
4673         u64 delta;
4674         int os;
4675
4676         /*
4677          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
4678          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
4679          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
4680          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
4681          * of when exactly it is running.
4682          */
4683         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
4684                 goto out_requeue;
4685
4686         rq_lock_irq(rq, &rf);
4687         curr = rq->curr;
4688         if (cpu_is_offline(cpu))
4689                 goto out_unlock;
4690
4691         update_rq_clock(rq);
4692
4693         if (!is_idle_task(curr)) {
4694                 /*
4695                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
4696                  * amount of time.
4697                  */
4698                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
4699                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
4700         }
4701         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4702
4703         calc_load_nohz_remote(rq);
4704 out_unlock:
4705         rq_unlock_irq(rq, &rf);
4706 out_requeue:
4707
4708         /*
4709          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
4710          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
4711          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
4712          * first update state to reflect hotplug activity if required.
4713          */
4714         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4715         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
4716         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
4717                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
4718 }
4719
4720 static void sched_tick_start(int cpu)
4721 {
4722         int os;
4723         struct tick_work *twork;
4724
4725         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
4726                 return;
4727
4728         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
4729
4730         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
4731         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4732         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4733         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
4734                 twork->cpu = cpu;
4735                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
4736                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
4737         }
4738 }
4739
4740 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4741 static void sched_tick_stop(int cpu)
4742 {
4743         struct tick_work *twork;
4744         int os;
4745
4746         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
4747                 return;
4748
4749         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
4750
4751         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
4752         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
4753         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
4754         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
4755         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
4756 }
4757 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4758
4759 int __init sched_tick_offload_init(void)
4760 {
4761         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
4762         BUG_ON(!tick_work_cpu);
4763         return 0;
4764 }
4765
4766 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
4767 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
4768 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
4769 #endif
4770
4771 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4772                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
4773 /*
4774  * If the value passed in is equal to the current preempt count
4775  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
4776  */
4777 static inline void preempt_latency_start(int val)
4778 {
4779         if (preempt_count() == val) {
4780                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
4781 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4782                 current->preempt_disable_ip = ip;
4783 #endif
4784                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
4785         }
4786 }
4787
4788 void preempt_count_add(int val)
4789 {
4790 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4791         /*
4792          * Underflow?
4793          */
4794         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4795                 return;
4796 #endif
4797         __preempt_count_add(val);
4798 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4799         /*
4800          * Spinlock count overflowing soon?
4801          */
4802         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4803                                 PREEMPT_MASK - 10);
4804 #endif
4805         preempt_latency_start(val);
4806 }
4807 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
4808 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
4809
4810 /*
4811  * If the value passed in equals to the current preempt count
4812  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
4813  */
4814 static inline void preempt_latency_stop(int val)
4815 {
4816         if (preempt_count() == val)
4817                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
4818 }
4819
4820 void preempt_count_sub(int val)
4821 {
4822 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4823         /*
4824          * Underflow?
4825          */
4826         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4827                 return;
4828         /*
4829          * Is the spinlock portion underflowing?
4830          */
4831         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4832                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4833                 return;
4834 #endif
4835
4836         preempt_latency_stop(val);
4837         __preempt_count_sub(val);
4838 }
4839 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
4840 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
4841
4842 #else
4843 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
4844 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
4845 #endif
4846
4847 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
4848 {
4849 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4850         return p->preempt_disable_ip;
4851 #else
4852         return 0;
4853 #endif
4854 }
4855
4856 /*
4857  * Print scheduling while atomic bug:
4858  */
4859 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4860 {
4861         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
4862         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
4863
4864         if (oops_in_progress)
4865                 return;
4866
4867         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4868                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4869
4870         debug_show_held_locks(prev);
4871         print_modules();
4872         if (irqs_disabled())
4873                 print_irqtrace_events(prev);
4874         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
4875             && in_atomic_preempt_off()) {
4876                 pr_err("Preemption disabled at:");
4877                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
4878         }
4879         if (panic_on_warn)
4880                 panic("scheduling while atomic\n");
4881
4882         dump_stack();
4883         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
4884 }
4885
4886 /*
4887  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4888  */
4889 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
4890 {
4891 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
4892         if (task_stack_end_corrupted(prev))
4893                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
4894
4895         if (task_scs_end_corrupted(prev))
4896                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
4897 #endif
4898
4899 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
4900         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
4901                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
4902                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
4903                 dump_stack();
4904                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
4905         }
4906 #endif
4907
4908         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
4909                 __schedule_bug(prev);
4910                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
4911         }
4912         rcu_sleep_check();
4913         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
4914
4915         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4916
4917         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
4918 }
4919
4920 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4921                                   struct rq_flags *rf)
4922 {
4923 #ifdef CONFIG_SMP
4924         const struct sched_class *class;
4925         /*
4926          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
4927          * that when we release the rq->lock the task is in the same
4928          * state as before we took rq->lock.
4929          *
4930          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
4931          * a runnable task of @class priority or higher.
4932          */
4933         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
4934                 if (class->balance(rq, prev, rf))
4935                         break;
4936         }
4937 #endif
4938
4939         put_prev_task(rq, prev);
4940 }
4941
4942 /*
4943  * Pick up the highest-prio task:
4944  */
4945 static inline struct task_struct *
4946 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
4947 {
4948         const struct sched_class *class;
4949         struct task_struct *p;
4950
4951         /*
4952          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
4953          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
4954          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
4955          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
4956          */
4957         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
4958                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4959
4960                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
4961                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
4962                         goto restart;
4963
4964                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
4965                 if (!p) {
4966                         put_prev_task(rq, prev);
4967                         p = pick_next_task_idle(rq);
4968                 }
4969
4970                 return p;
4971         }
4972
4973 restart:
4974         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
4975
4976         for_each_class(class) {
4977                 p = class->pick_next_task(rq);
4978                 if (p)
4979                         return p;
4980         }
4981
4982         /* The idle class should always have a runnable task: */
4983         BUG();
4984 }
4985
4986 /*
4987  * __schedule() is the main scheduler function.
4988  *
4989  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4990  *
4991  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4992  *
4993  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4994  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4995  *
4996  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4997  *      interrupt handler scheduler_tick().
4998  *
4999  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
5000  *      task to the run-queue and that's it.
5001  *
5002  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
5003  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
5004  *      called on the nearest possible occasion:
5005  *
5006  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
5007  *
5008  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
5009  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
5010  *           spin_unlock()!)
5011  *
5012  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
5013  *           preemptible context
5014  *
5015  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
5016  *         then at the next:
5017  *
5018  *          - cond_resched() call
5019  *          - explicit schedule() call
5020  *          - return from syscall or exception to user-space
5021  *          - return from interrupt-handler to user-space
5022  *
5023  * WARNING: must be called with preemption disabled!
5024  */
5025 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
5026 {
5027         struct task_struct *prev, *next;
5028         unsigned long *switch_count;
5029         unsigned long prev_state;
5030         struct rq_flags rf;
5031         struct rq *rq;
5032         int cpu;
5033
5034         cpu = smp_processor_id();
5035         rq = cpu_rq(cpu);
5036         prev = rq->curr;
5037
5038         schedule_debug(prev, preempt);
5039
5040         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
5041                 hrtick_clear(rq);
5042
5043         local_irq_disable();
5044         rcu_note_context_switch(preempt);
5045
5046         /*
5047          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
5048          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
5049          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
5050          *
5051          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
5052          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
5053          *                                        wake_up_state(p, state)
5054          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
5055          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
5056          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
5057          *
5058          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
5059          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
5060          */
5061         rq_lock(rq, &rf);
5062         smp_mb__after_spinlock();
5063
5064         /* Promote REQ to ACT */
5065         rq->clock_update_flags <<= 1;
5066         update_rq_clock(rq);
5067
5068         switch_count = &prev->nivcsw;
5069
5070         /*
5071          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
5072          * that:
5073          *
5074          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
5075          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
5076          */
5077         prev_state = prev->state;
5078         if (!preempt && prev_state) {
5079                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
5080                         prev->state = TASK_RUNNING;
5081                 } else {
5082                         prev->sched_contributes_to_load =
5083                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
5084                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
5085                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
5086
5087                         if (prev->sched_contributes_to_load)
5088                                 rq->nr_uninterruptible++;
5089
5090                         /*
5091                          * __schedule()                 ttwu()
5092                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
5093                          *   if (prev_state)                goto out;
5094                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
5095                          *                                p->state = TASK_WAKING
5096                          *
5097                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
5098                          *
5099                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
5100                          */
5101                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
5102
5103                         if (prev->in_iowait) {
5104                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5105                                 delayacct_blkio_start();
5106                         }
5107                 }
5108                 switch_count = &prev->nvcsw;
5109         }
5110
5111         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
5112         clear_tsk_need_resched(prev);
5113         clear_preempt_need_resched();
5114 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5115         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
5116 #endif
5117
5118         if (likely(prev != next)) {
5119                 rq->nr_switches++;
5120                 /*
5121                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
5122                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
5123                  */
5124                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
5125                 /*
5126                  * The membarrier system call requires each architecture
5127                  * to have a full memory barrier after updating
5128                  * rq->curr, before returning to user-space.
5129                  *
5130                  * Here are the schemes providing that barrier on the
5131                  * various architectures:
5132                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
5133                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
5134                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
5135                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
5136                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
5137                  *   is a RELEASE barrier),
5138                  */
5139                 ++*switch_count;
5140
5141                 migrate_disable_switch(rq, prev);
5142                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
5143
5144                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
5145
5146                 /* Also unlocks the rq: */
5147                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
5148         } else {
5149                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5150
5151                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5152                 __balance_callbacks(rq);
5153                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5154         }
5155 }
5156
5157 void __noreturn do_task_dead(void)
5158 {
5159         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
5160         set_special_state(TASK_DEAD);
5161
5162         /* Tell freezer to ignore us: */
5163         current->flags |= PF_NOFREEZE;
5164
5165         __schedule(false);
5166         BUG();
5167
5168         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
5169         for (;;)
5170                 cpu_relax();
5171 }
5172
5173 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
5174 {
5175         unsigned int task_flags;
5176
5177         if (!tsk->state)
5178                 return;
5179
5180         task_flags = tsk->flags;
5181         /*
5182          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
5183          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
5184          * As this function is called inside the schedule() context,
5185          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
5186          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
5187          * requires it.
5188          */
5189         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
5190                 preempt_disable();
5191                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
5192                         wq_worker_sleeping(tsk);
5193                 else
5194                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
5195                 preempt_enable_no_resched();
5196         }
5197
5198         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
5199                 return;
5200
5201         /*
5202          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
5203          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
5204          */
5205         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
5206                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
5207 }
5208
5209 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
5210 {
5211         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
5212                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
5213                         wq_worker_running(tsk);
5214                 else
5215                         io_wq_worker_running(tsk);
5216         }
5217 }
5218
5219 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
5220 {
5221         struct task_struct *tsk = current;
5222
5223         sched_submit_work(tsk);
5224         do {
5225                 preempt_disable();
5226                 __schedule(false);
5227                 sched_preempt_enable_no_resched();
5228         } while (need_resched());
5229         sched_update_worker(tsk);
5230 }
5231 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5232
5233 /*
5234  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
5235  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
5236  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
5237  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
5238  * (schedule out non-voluntarily).
5239  *
5240  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
5241  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
5242  */
5243 void __sched schedule_idle(void)
5244 {
5245         /*
5246          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
5247          * regardless because that function is a nop when the task is in a
5248          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
5249          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
5250          * TASK_RUNNING state.
5251          */
5252         WARN_ON_ONCE(current->state);
5253         do {
5254                 __schedule(false);
5255         } while (need_resched());
5256 }
5257
5258 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_OFFSTACK)
5259 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
5260 {
5261         /*
5262          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
5263          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
5264          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
5265          * we find a better solution.
5266          *
5267          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
5268          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
5269          * too frequently to make sense yet.
5270          */
5271         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
5272         schedule();
5273         exception_exit(prev_state);
5274 }
5275 #endif
5276
5277 /**
5278  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
5279  *
5280  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
5281  */
5282 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
5283 {
5284         sched_preempt_enable_no_resched();
5285         schedule();
5286         preempt_disable();
5287 }
5288
5289 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
5290 {
5291         do {
5292                 /*
5293                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
5294                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
5295                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
5296                  * by the function tracer will call this function again and
5297                  * cause infinite recursion.
5298                  *
5299                  * Preemption must be disabled here before the function
5300                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
5301                  * calls. One to disable preemption without fear of being
5302                  * traced. The other to still record the preemption latency,
5303                  * which can also be traced by the function tracer.
5304                  */
5305                 preempt_disable_notrace();
5306                 preempt_latency_start(1);
5307                 __schedule(true);
5308                 preempt_latency_stop(1);
5309                 preempt_enable_no_resched_notrace();
5310
5311                 /*
5312                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5313                  * between schedule and now.
5314                  */
5315         } while (need_resched());
5316 }
5317
5318 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
5319 /*
5320  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5321  * off of preempt_enable.
5322  */
5323 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
5324 {
5325         /*
5326          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5327          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5328          */
5329         if (likely(!preemptible()))
5330                 return;
5331
5332         preempt_schedule_common();
5333 }
5334 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
5335 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5336
5337 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
5338 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
5339 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
5340 #endif
5341
5342
5343 /**
5344  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
5345  *
5346  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
5347  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
5348  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
5349  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
5350  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
5351  * to be called when the system is still in usermode.
5352  *
5353  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
5354  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
5355  * calling the scheduler.
5356  */
5357 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
5358 {
5359         enum ctx_state prev_ctx;
5360
5361         if (likely(!preemptible()))
5362                 return;
5363
5364         do {
5365                 /*
5366                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
5367                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
5368                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
5369                  * by the function tracer will call this function again and
5370                  * cause infinite recursion.
5371                  *
5372                  * Preemption must be disabled here before the function
5373                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
5374                  * calls. One to disable preemption without fear of being
5375                  * traced. The other to still record the preemption latency,
5376                  * which can also be traced by the function tracer.
5377                  */
5378                 preempt_disable_notrace();
5379                 preempt_latency_start(1);
5380                 /*
5381                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
5382                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
5383                  * an infinite recursion.
5384                  */
5385                 prev_ctx = exception_enter();
5386                 __schedule(true);
5387                 exception_exit(prev_ctx);
5388
5389                 preempt_latency_stop(1);
5390                 preempt_enable_no_resched_notrace();
5391         } while (need_resched());
5392 }
5393 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
5394
5395 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
5396 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
5397 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
5398 #endif
5399
5400 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
5401
5402 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
5403
5404 #include <linux/entry-common.h>
5405
5406 /*
5407  * SC:cond_resched
5408  * SC:might_resched
5409  * SC:preempt_schedule
5410  * SC:preempt_schedule_notrace
5411  * SC:irqentry_exit_cond_resched
5412  *
5413  *
5414  * NONE:
5415  *   cond_resched               <- __cond_resched
5416  *   might_resched              <- RET0
5417  *   preempt_schedule           <- NOP
5418  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
5419  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
5420  *
5421  * VOLUNTARY:
5422  *   cond_resched               <- __cond_resched
5423  *   might_resched              <- __cond_resched
5424  *   preempt_schedule           <- NOP
5425  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
5426  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
5427  *
5428  * FULL:
5429  *   cond_resched               <- RET0
5430  *   might_resched              <- RET0
5431  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
5432  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
5433  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
5434  */
5435
5436 enum {
5437         preempt_dynamic_none = 0,
5438         preempt_dynamic_voluntary,
5439         preempt_dynamic_full,
5440 };
5441
5442 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
5443
5444 int sched_dynamic_mode(const char *str)
5445 {
5446         if (!strcmp(str, "none"))
5447                 return preempt_dynamic_none;
5448
5449         if (!strcmp(str, "voluntary"))
5450                 return preempt_dynamic_voluntary;
5451
5452         if (!strcmp(str, "full"))
5453                 return preempt_dynamic_full;
5454
5455         return -EINVAL;
5456 }
5457
5458 void sched_dynamic_update(int mode)
5459 {
5460         /*
5461          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
5462          * the ZERO state, which is invalid.
5463          */
5464         static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
5465         static_call_update(might_resched, __cond_resched);
5466         static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
5467         static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
5468         static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
5469
5470         switch (mode) {
5471         case preempt_dynamic_none:
5472                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
5473                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
5474                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
5475                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
5476                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
5477                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
5478                 break;
5479
5480         case preempt_dynamic_voluntary:
5481                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
5482                 static_call_update(might_resched, __cond_resched);
5483                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
5484                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
5485                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
5486                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
5487                 break;
5488
5489         case preempt_dynamic_full:
5490                 static_call_update(cond_resched, (void *)&__static_call_return0);
5491                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
5492                 static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
5493                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
5494                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
5495                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
5496                 break;
5497         }
5498
5499         preempt_dynamic_mode = mode;
5500 }
5501
5502 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
5503 {
5504         int mode = sched_dynamic_mode(str);
5505         if (mode < 0) {
5506                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
5507                 return 1;
5508         }
5509
5510         sched_dynamic_update(mode);
5511         return 0;
5512 }
5513 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
5514
5515 #endif /* CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
5516
5517 /*
5518  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
5519  * off of irq context.
5520  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5521  * protect us against recursive calling from irq.
5522  */
5523 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
5524 {
5525         enum ctx_state prev_state;
5526
5527         /* Catch callers which need to be fixed */
5528         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
5529
5530         prev_state = exception_enter();
5531
5532         do {
5533                 preempt_disable();
5534                 local_irq_enable();
5535                 __schedule(true);
5536                 local_irq_disable();
5537                 sched_preempt_enable_no_resched();
5538         } while (need_resched());
5539
5540         exception_exit(prev_state);
5541 }
5542
5543 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5544                           void *key)
5545 {
5546         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
5547         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5548 }
5549 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5550
5551 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5552
5553 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
5554 {
5555         if (pi_task)
5556                 prio = min(prio, pi_task->prio);
5557
5558         return prio;
5559 }
5560
5561 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
5562 {
5563         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
5564
5565         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
5566 }
5567
5568 /*
5569  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5570  * @p: task to boost
5571  * @pi_task: donor task
5572  *
5573  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5574  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5575  *
5576  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
5577  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
5578  */
5579 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
5580 {
5581         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
5582                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
5583         const struct sched_class *prev_class;
5584         struct rq_flags rf;
5585         struct rq *rq;
5586
5587         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
5588         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
5589
5590         /*
5591          * If nothing changed; bail early.
5592          */
5593         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
5594                 return;
5595
5596         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
5597         update_rq_clock(rq);
5598         /*
5599          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
5600          * either lock.
5601          *
5602          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
5603          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
5604          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
5605          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
5606          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
5607          */
5608         p->pi_top_task = pi_task;
5609
5610         /*
5611          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
5612          */
5613         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
5614                 goto out_unlock;
5615
5616         /*
5617          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
5618          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
5619          *
5620          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
5621          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
5622          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
5623          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
5624          * with interrupts disabled and will complete the lock
5625          * protected section without being interrupted. So there is no
5626          * real need to boost.
5627          */
5628         if (unlikely(p == rq->idle)) {
5629                 WARN_ON(p != rq->curr);
5630                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
5631                 goto out_unlock;
5632         }
5633
5634         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
5635         oldprio = p->prio;
5636
5637         if (oldprio == prio)
5638                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
5639
5640         prev_class = p->sched_class;
5641         queued = task_on_rq_queued(p);
5642         running = task_current(rq, p);
5643         if (queued)
5644                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
5645         if (running)
5646                 put_prev_task(rq, p);
5647
5648         /*
5649          * Boosting condition are:
5650          * 1. -rt task is running and holds mutex A
5651          *      --> -dl task blocks on mutex A
5652          *
5653          * 2. -dl task is running and holds mutex A
5654          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
5655          *          running task
5656          */
5657         if (dl_prio(prio)) {
5658                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
5659                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
5660                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
5661                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
5662                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
5663                 } else {
5664                         p->dl.pi_se = &p->dl;
5665                 }
5666                 p->sched_class = &dl_sched_class;
5667         } else if (rt_prio(prio)) {
5668                 if (dl_prio(oldprio))
5669                         p->dl.pi_se = &p->dl;
5670                 if (oldprio < prio)
5671                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
5672                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5673         } else {
5674                 if (dl_prio(oldprio))
5675                         p->dl.pi_se = &p->dl;
5676                 if (rt_prio(oldprio))
5677                         p->rt.timeout = 0;
5678                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5679         }
5680
5681         p->prio = prio;
5682
5683         if (queued)
5684                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
5685         if (running)
5686                 set_next_task(rq, p);
5687
5688         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5689 out_unlock:
5690         /* Avoid rq from going away on us: */
5691         preempt_disable();
5692
5693         rq_unpin_lock(rq, &rf);
5694         __balance_callbacks(rq);
5695         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5696
5697         preempt_enable();
5698 }
5699 #else
5700 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
5701 {
5702         return prio;
5703 }
5704 #endif
5705
5706 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5707 {
5708         bool queued, running;
5709         int old_prio;
5710         struct rq_flags rf;
5711         struct rq *rq;
5712
5713         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
5714                 return;
5715         /*
5716          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5717          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5718          */
5719         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5720         update_rq_clock(rq);
5721
5722         /*
5723          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5724          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5725          * it won't have any effect on scheduling until the task is
5726          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
5727          */
5728         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
5729                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5730                 goto out_unlock;
5731         }
5732         queued = task_on_rq_queued(p);
5733         running = task_current(rq, p);
5734         if (queued)
5735                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
5736         if (running)
5737                 put_prev_task(rq, p);
5738
5739         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5740         set_load_weight(p, true);
5741         old_prio = p->prio;
5742         p->prio = effective_prio(p);
5743
5744         if (queued)
5745                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5746         if (running)
5747                 set_next_task(rq, p);
5748
5749         /*
5750          * If the task increased its priority or is running and
5751          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5752          */
5753         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
5754
5755 out_unlock:
5756         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5757 }
5758 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5759
5760 /*
5761  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5762  * @p: task
5763  * @nice: nice value
5764  */
5765 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5766 {
5767         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
5768         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
5769
5770         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
5771                 capable(CAP_SYS_NICE));
5772 }
5773
5774 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5775
5776 /*
5777  * sys_nice - change the priority of the current process.
5778  * @increment: priority increment
5779  *
5780  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5781  * does similar things.
5782  */
5783 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5784 {
5785         long nice, retval;
5786
5787         /*
5788          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5789          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5790          * and we have a single winner.
5791          */
5792         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
5793         nice = task_nice(current) + increment;
5794
5795         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5796         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5797                 return -EPERM;
5798
5799         retval = security_task_setnice(current, nice);
5800         if (retval)
5801                 return retval;
5802
5803         set_user_nice(current, nice);
5804         return 0;
5805 }
5806
5807 #endif
5808
5809 /**
5810  * task_prio - return the priority value of a given task.
5811  * @p: the task in question.
5812  *
5813  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
5814  *
5815  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
5816  *
5817  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
5818  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
5819  * deadline                     -101             -1           0
5820  */
5821 int task_prio(const struct task_struct *p)
5822 {
5823         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5824 }
5825
5826 /**
5827  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
5828  * @cpu: the processor in question.
5829  *
5830  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
5831  */
5832 int idle_cpu(int cpu)
5833 {
5834         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5835
5836         if (rq->curr != rq->idle)
5837                 return 0;
5838
5839         if (rq->nr_running)
5840                 return 0;
5841
5842 #ifdef CONFIG_SMP
5843         if (rq->ttwu_pending)
5844                 return 0;
5845 #endif
5846
5847         return 1;
5848 }
5849
5850 /**
5851  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
5852  * @cpu: the CPU in question.
5853  *
5854  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
5855  */
5856 int available_idle_cpu(int cpu)
5857 {
5858         if (!idle_cpu(cpu))
5859                 return 0;
5860
5861         if (vcpu_is_preempted(cpu))
5862                 return 0;
5863
5864         return 1;
5865 }
5866
5867 /**
5868  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
5869  * @cpu: the processor in question.
5870  *
5871  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
5872  */
5873 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5874 {
5875         return cpu_rq(cpu)->idle;
5876 }
5877
5878 #ifdef CONFIG_SMP
5879 /*
5880  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
5881  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
5882  *
5883  * The scheduler tracks the following metrics:
5884  *
5885  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
5886  *   cpu_bw_dl()
5887  *
5888  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
5889  * synchronized windows and are thus directly comparable.
5890  *
5891  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
5892  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
5893  * in the irq utilization.
5894  *
5895  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
5896  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
5897  * required to meet deadlines.
5898  */
5899 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
5900                                  unsigned long max, enum cpu_util_type type,
5901                                  struct task_struct *p)
5902 {
5903         unsigned long dl_util, util, irq;
5904         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5905
5906         if (!uclamp_is_used() &&
5907             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
5908                 return max;
5909         }
5910
5911         /*
5912          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
5913          * because of inaccuracies in how we track these -- see
5914          * update_irq_load_avg().
5915          */
5916         irq = cpu_util_irq(rq);
5917         if (unlikely(irq >= max))
5918                 return max;
5919
5920         /*
5921          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
5922          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
5923          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
5924          * to obtain the CPU's actual utilization.
5925          *
5926          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
5927          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
5928          * tasks.
5929          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
5930          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
5931          */
5932         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
5933         if (type == FREQUENCY_UTIL)
5934                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
5935
5936         dl_util = cpu_util_dl(rq);
5937
5938         /*
5939          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
5940          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
5941          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
5942          * that we select f_max when there is no idle time.
5943          *
5944          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
5945          * saturation when we should -- something for later.
5946          */
5947         if (util + dl_util >= max)
5948                 return max;
5949
5950         /*
5951          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
5952          * include util_dl and ignore dl_bw.
5953          */
5954         if (type == ENERGY_UTIL)
5955                 util += dl_util;
5956
5957         /*
5958          * There is still idle time; further improve the number by using the
5959          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
5960          * need to scale the task numbers:
5961          *
5962          *              max - irq
5963          *   U' = irq + --------- * U
5964          *                 max
5965          */
5966         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
5967         util += irq;
5968
5969         /*
5970          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
5971          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
5972          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
5973          * periods of time.
5974          *
5975          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
5976          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
5977          * an interface. So, we only do the latter for now.
5978          */
5979         if (type == FREQUENCY_UTIL)
5980                 util += cpu_bw_dl(rq);
5981
5982         return min(max, util);
5983 }
5984
5985 unsigned long sched_cpu_util(int cpu, unsigned long max)
5986 {
5987         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu_rq(cpu)), max,
5988                                   ENERGY_UTIL, NULL);
5989 }
5990 #endif /* CONFIG_SMP */
5991
5992 /**
5993  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5994  * @pid: the pid in question.
5995  *
5996  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
5997  */
5998 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5999 {
6000         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6001 }
6002
6003 /*
6004  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
6005  * it calls know not to change it.
6006  */
6007 #define SETPARAM_POLICY -1
6008
6009 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
6010                 const struct sched_attr *attr)
6011 {
6012         int policy = attr->sched_policy;
6013
6014         if (policy == SETPARAM_POLICY)
6015                 policy = p->policy;
6016
6017         p->policy = policy;
6018
6019         if (dl_policy(policy))
6020                 __setparam_dl(p, attr);
6021         else if (fair_policy(policy))
6022                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
6023
6024         /*
6025          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
6026          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
6027          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
6028          */
6029         p->rt_priority = attr->sched_priority;
6030         p->normal_prio = normal_prio(p);
6031         set_load_weight(p, true);
6032 }
6033
6034 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
6035 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
6036                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
6037 {
6038         /*
6039          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
6040          * either.
6041          */
6042         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
6043                 return;
6044
6045         __setscheduler_params(p, attr);
6046
6047         /*
6048          * Keep a potential priority boosting if called from
6049          * sched_setscheduler().
6050          */
6051         p->prio = normal_prio(p);
6052         if (keep_boost)
6053                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
6054
6055         if (dl_prio(p->prio))
6056                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6057         else if (rt_prio(p->prio))
6058                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6059         else
6060                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6061 }
6062
6063 /*
6064  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
6065  */
6066 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6067 {
6068         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6069         bool match;
6070
6071         rcu_read_lock();
6072         pcred = __task_cred(p);
6073         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
6074                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
6075         rcu_read_unlock();
6076         return match;
6077 }
6078
6079 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
6080                                 const struct sched_attr *attr,
6081                                 bool user, bool pi)
6082 {
6083         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
6084                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
6085         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
6086         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
6087         const struct sched_class *prev_class;
6088         struct callback_head *head;
6089         struct rq_flags rf;
6090         int reset_on_fork;
6091         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6092         struct rq *rq;
6093
6094         /* The pi code expects interrupts enabled */
6095         BUG_ON(pi && in_interrupt());
6096 recheck:
6097         /* Double check policy once rq lock held: */
6098         if (policy < 0) {
6099                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6100                 policy = oldpolicy = p->policy;
6101         } else {
6102                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
6103
6104                 if (!valid_policy(policy))
6105                         return -EINVAL;
6106         }
6107
6108         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
6109                 return -EINVAL;
6110
6111         /*
6112          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6113          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6114          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6115          */
6116         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
6117                 return -EINVAL;
6118         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
6119             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
6120                 return -EINVAL;
6121
6122         /*
6123          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6124          */
6125         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6126                 if (fair_policy(policy)) {
6127                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
6128                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
6129                                 return -EPERM;
6130                 }
6131
6132                 if (rt_policy(policy)) {
6133                         unsigned long rlim_rtprio =
6134                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
6135
6136                         /* Can't set/change the rt policy: */
6137                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6138                                 return -EPERM;
6139
6140                         /* Can't increase priority: */
6141                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
6142                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
6143                                 return -EPERM;
6144                 }
6145
6146                  /*
6147                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
6148                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
6149                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
6150                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
6151                   */
6152                 if (dl_policy(policy))
6153                         return -EPERM;
6154
6155                 /*
6156                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
6157                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
6158                  */
6159                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
6160                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
6161                                 return -EPERM;
6162                 }
6163
6164                 /* Can't change other user's priorities: */
6165                 if (!check_same_owner(p))
6166                         return -EPERM;
6167
6168                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
6169                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6170                         return -EPERM;
6171         }
6172
6173         if (user) {
6174                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
6175                         return -EINVAL;
6176
6177                 retval = security_task_setscheduler(p);
6178                 if (retval)
6179                         return retval;
6180         }
6181
6182         /* Update task specific "requested" clamps */
6183         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
6184                 retval = uclamp_validate(p, attr);
6185                 if (retval)
6186                         return retval;
6187         }
6188
6189         if (pi)
6190                 cpuset_read_lock();
6191
6192         /*
6193          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6194          * changing the priority of the task:
6195          *
6196          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
6197          * runqueue lock must be held.
6198          */
6199         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6200         update_rq_clock(rq);
6201
6202         /*
6203          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
6204          */
6205         if (p == rq->stop) {
6206                 retval = -EINVAL;
6207                 goto unlock;
6208         }
6209
6210         /*
6211          * If not changing anything there's no need to proceed further,
6212          * but store a possible modification of reset_on_fork.
6213          */
6214         if (unlikely(policy == p->policy)) {
6215                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
6216                         goto change;
6217                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
6218                         goto change;
6219                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
6220                         goto change;
6221                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
6222                         goto change;
6223
6224                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6225                 retval = 0;
6226                 goto unlock;
6227         }
6228 change:
6229
6230         if (user) {
6231 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6232                 /*
6233                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6234                  * assigned.
6235                  */
6236                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6237                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
6238                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
6239                         retval = -EPERM;
6240                         goto unlock;
6241                 }
6242 #endif
6243 #ifdef CONFIG_SMP
6244                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
6245                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
6246                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
6247
6248                         /*
6249                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
6250                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
6251                          * will also fail if there's no bandwidth available.
6252                          */
6253                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
6254                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
6255                                 retval = -EPERM;
6256                                 goto unlock;
6257                         }
6258                 }
6259 #endif
6260         }
6261
6262         /* Re-check policy now with rq lock held: */
6263         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6264                 policy = oldpolicy = -1;
6265                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6266                 if (pi)
6267                         cpuset_read_unlock();
6268                 goto recheck;
6269         }
6270
6271         /*
6272          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
6273          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
6274          * is available.
6275          */
6276         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
6277                 retval = -EBUSY;
6278                 goto unlock;
6279         }
6280
6281         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6282         oldprio = p->prio;
6283
6284         if (pi) {
6285                 /*
6286                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
6287                  * effective priority is unchanged, we just store the new
6288                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
6289                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
6290                  * itself.
6291                  */
6292                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
6293                 if (new_effective_prio == oldprio)
6294                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
6295         }
6296
6297         queued = task_on_rq_queued(p);
6298         running = task_current(rq, p);
6299         if (queued)
6300                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
6301         if (running)
6302                 put_prev_task(rq, p);
6303
6304         prev_class = p->sched_class;
6305
6306         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
6307         __setscheduler_uclamp(p, attr);
6308
6309         if (queued) {
6310                 /*
6311                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
6312                  * increased (user space view).
6313                  */
6314                 if (oldprio < p->prio)
6315                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
6316
6317                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
6318         }
6319         if (running)
6320                 set_next_task(rq, p);
6321
6322         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6323
6324         /* Avoid rq from going away on us: */
6325         preempt_disable();
6326         head = splice_balance_callbacks(rq);
6327         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6328
6329         if (pi) {
6330                 cpuset_read_unlock();
6331                 rt_mutex_adjust_pi(p);
6332         }
6333
6334         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
6335         balance_callbacks(rq, head);
6336         preempt_enable();
6337
6338         return 0;
6339
6340 unlock:
6341         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6342         if (pi)
6343                 cpuset_read_unlock();
6344         return retval;
6345 }
6346
6347 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6348                                const struct sched_param *param, bool check)
6349 {
6350         struct sched_attr attr = {
6351                 .sched_policy   = policy,
6352                 .sched_priority = param->sched_priority,
6353                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
6354         };
6355
6356         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
6357         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
6358                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
6359                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6360                 attr.sched_policy = policy;
6361         }
6362
6363         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
6364 }
6365 /**
6366  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6367  * @p: the task in question.
6368  * @policy: new policy.
6369  * @param: structure containing the new RT priority.
6370  *
6371  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
6372  *
6373  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6374  *
6375  * NOTE that the task may be already dead.
6376  */
6377 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6378                        const struct sched_param *param)
6379 {
6380         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6381 }
6382
6383 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
6384 {
6385         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
6386 }
6387
6388 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
6389 {
6390         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
6391 }
6392 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
6393
6394 /**
6395  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6396  * @p: the task in question.
6397  * @policy: new policy.
6398  * @param: structure containing the new RT priority.
6399  *
6400  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6401  * current context has permission.  For example, this is needed in
6402  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6403  * but our caller might not have that capability.
6404  *
6405  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6406  */
6407 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6408                                const struct sched_param *param)
6409 {
6410         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6411 }
6412
6413 /*
6414  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
6415  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
6416  * be doing.
6417  *
6418  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
6419  *
6420  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
6421  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
6422  * and smash them together and still expect them to work.
6423  *
6424  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
6425  *
6426  *   MAX_RT_PRIO / 2
6427  *
6428  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
6429  * know enough information to make a sensible choice.
6430  */
6431 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
6432 {
6433         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
6434         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
6435 }
6436 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
6437
6438 /*
6439  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
6440  */
6441 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
6442 {
6443         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
6444         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
6445 }
6446 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
6447
6448 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
6449 {
6450         struct sched_attr attr = {
6451                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6452                 .sched_nice = nice,
6453         };
6454         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
6455 }
6456 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
6457
6458 static int
6459 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6460 {
6461         struct sched_param lparam;
6462         struct task_struct *p;
6463         int retval;
6464
6465         if (!param || pid < 0)
6466                 return -EINVAL;
6467         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6468                 return -EFAULT;
6469
6470         rcu_read_lock();
6471         retval = -ESRCH;
6472         p = find_process_by_pid(pid);
6473         if (likely(p))
6474                 get_task_struct(p);
6475         rcu_read_unlock();
6476
6477         if (likely(p)) {
6478                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6479                 put_task_struct(p);
6480         }
6481
6482         return retval;
6483 }
6484
6485 /*
6486  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
6487  */
6488 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
6489 {
6490         u32 size;
6491         int ret;
6492
6493         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
6494         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
6495
6496         ret = get_user(size, &uattr->size);
6497         if (ret)
6498                 return ret;
6499
6500         /* ABI compatibility quirk: */
6501         if (!size)
6502                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
6503         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
6504                 goto err_size;
6505
6506         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
6507         if (ret) {
6508                 if (ret == -E2BIG)
6509                         goto err_size;
6510                 return ret;
6511         }
6512
6513         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
6514             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
6515                 return -EINVAL;
6516
6517         /*
6518          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
6519          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
6520          */
6521         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
6522
6523         return 0;
6524
6525 err_size:
6526         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
6527         return -E2BIG;
6528 }
6529
6530 /**
6531  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6532  * @pid: the pid in question.
6533  * @policy: new policy.
6534  * @param: structure containing the new RT priority.
6535  *
6536  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6537  */
6538 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
6539 {
6540         if (policy < 0)
6541                 return -EINVAL;
6542
6543         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6544 }
6545
6546 /**
6547  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6548  * @pid: the pid in question.
6549  * @param: structure containing the new RT priority.
6550  *
6551  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6552  */
6553 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6554 {
6555         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
6556 }
6557
6558 /**
6559  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
6560  * @pid: the pid in question.
6561  * @uattr: structure containing the extended parameters.
6562  * @flags: for future extension.
6563  */
6564 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
6565                                unsigned int, flags)
6566 {
6567         struct sched_attr attr;
6568         struct task_struct *p;
6569         int retval;
6570
6571         if (!uattr || pid < 0 || flags)
6572                 return -EINVAL;
6573
6574         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
6575         if (retval)
6576                 return retval;
6577
6578         if ((int)attr.sched_policy < 0)
6579                 return -EINVAL;
6580         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
6581                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
6582
6583         rcu_read_lock();
6584         retval = -ESRCH;
6585         p = find_process_by_pid(pid);
6586         if (likely(p))
6587                 get_task_struct(p);
6588         rcu_read_unlock();
6589
6590         if (likely(p)) {
6591                 retval = sched_setattr(p, &attr);
6592                 put_task_struct(p);
6593         }
6594
6595         return retval;
6596 }
6597
6598 /**
6599  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6600  * @pid: the pid in question.
6601  *
6602  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
6603  * code.
6604  */
6605 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6606 {
6607         struct task_struct *p;
6608         int retval;
6609
6610         if (pid < 0)
6611                 return -EINVAL;
6612
6613         retval = -ESRCH;
6614         rcu_read_lock();
6615         p = find_process_by_pid(pid);
6616         if (p) {
6617                 retval = security_task_getscheduler(p);
6618                 if (!retval)
6619                         retval = p->policy
6620                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6621         }
6622         rcu_read_unlock();
6623         return retval;
6624 }
6625
6626 /**
6627  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6628  * @pid: the pid in question.
6629  * @param: structure containing the RT priority.
6630  *
6631  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
6632  * code.
6633  */
6634 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6635 {
6636         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
6637         struct task_struct *p;
6638         int retval;
6639
6640         if (!param || pid < 0)
6641                 return -EINVAL;
6642
6643         rcu_read_lock();
6644         p = find_process_by_pid(pid);
6645         retval = -ESRCH;
6646         if (!p)
6647                 goto out_unlock;
6648
6649         retval = security_task_getscheduler(p);
6650         if (retval)
6651                 goto out_unlock;
6652
6653         if (task_has_rt_policy(p))
6654                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
6655         rcu_read_unlock();
6656
6657         /*
6658          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6659          */
6660         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6661
6662         return retval;
6663
6664 out_unlock:
6665         rcu_read_unlock();
6666         return retval;
6667 }
6668
6669 /*
6670  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
6671  * than what user-space knows about) to user-space.
6672  *
6673  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
6674  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
6675  * have the same size.
6676  */
6677 static int
6678 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
6679                         struct sched_attr *kattr,
6680                         unsigned int usize)
6681 {
6682         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
6683
6684         if (!access_ok(uattr, usize))
6685                 return -EFAULT;
6686
6687         /*
6688          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
6689          *
6690          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
6691          *
6692          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
6693          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
6694          *
6695          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
6696          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
6697          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
6698          * which is set to ksize in this case.
6699          */
6700         kattr->size = min(usize, ksize);
6701
6702         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
6703                 return -EFAULT;
6704
6705         return 0;
6706 }
6707
6708 /**
6709  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
6710  * @pid: the pid in question.
6711  * @uattr: structure containing the extended parameters.
6712  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
6713  * @flags: for future extension.
6714  */
6715 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
6716                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
6717 {
6718         struct sched_attr kattr = { };
6719         struct task_struct *p;
6720         int retval;
6721
6722         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
6723             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
6724                 return -EINVAL;
6725
6726         rcu_read_lock();
6727         p = find_process_by_pid(pid);
6728         retval = -ESRCH;
6729         if (!p)
6730                 goto out_unlock;
6731
6732         retval = security_task_getscheduler(p);
6733         if (retval)
6734                 goto out_unlock;
6735
6736         kattr.sched_policy = p->policy;
6737         if (p->sched_reset_on_fork)
6738                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
6739         if (task_has_dl_policy(p))
6740                 __getparam_dl(p, &kattr);
6741         else if (task_has_rt_policy(p))
6742                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
6743         else
6744                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
6745
6746 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
6747         /*
6748          * This could race with another potential updater, but this is fine
6749          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
6750          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
6751          */
6752         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
6753         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
6754 #endif
6755
6756         rcu_read_unlock();
6757
6758         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
6759
6760 out_unlock:
6761         rcu_read_unlock();
6762         return retval;
6763 }
6764
6765 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6766 {
6767         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6768         struct task_struct *p;
6769         int retval;
6770
6771         rcu_read_lock();
6772
6773         p = find_process_by_pid(pid);
6774         if (!p) {
6775                 rcu_read_unlock();
6776                 return -ESRCH;
6777         }
6778
6779         /* Prevent p going away */
6780         get_task_struct(p);
6781         rcu_read_unlock();
6782
6783         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6784                 retval = -EINVAL;
6785                 goto out_put_task;
6786         }
6787         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6788                 retval = -ENOMEM;
6789                 goto out_put_task;
6790         }
6791         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6792                 retval = -ENOMEM;
6793                 goto out_free_cpus_allowed;
6794         }
6795         retval = -EPERM;
6796         if (!check_same_owner(p)) {
6797                 rcu_read_lock();
6798                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
6799                         rcu_read_unlock();
6800                         goto out_free_new_mask;
6801                 }
6802                 rcu_read_unlock();
6803         }
6804
6805         retval = security_task_setscheduler(p);
6806         if (retval)
6807                 goto out_free_new_mask;
6808
6809
6810         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6811         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6812
6813         /*
6814          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
6815          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
6816          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
6817          * root_domain.
6818          */
6819 #ifdef CONFIG_SMP
6820         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
6821                 rcu_read_lock();
6822                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
6823                         retval = -EBUSY;
6824                         rcu_read_unlock();
6825                         goto out_free_new_mask;
6826                 }
6827                 rcu_read_unlock();
6828         }
6829 #endif
6830 again:
6831         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK);
6832
6833         if (!retval) {
6834                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6835                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6836                         /*
6837                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6838                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6839                          * cpuset's cpus_allowed
6840                          */
6841                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6842                         goto again;
6843                 }
6844         }
6845 out_free_new_mask:
6846         free_cpumask_var(new_mask);
6847 out_free_cpus_allowed:
6848         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6849 out_put_task:
6850         put_task_struct(p);
6851         return retval;
6852 }
6853
6854 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6855                              struct cpumask *new_mask)
6856 {
6857         if (len < cpumask_size())
6858                 cpumask_clear(new_mask);
6859         else if (len > cpumask_size())
6860                 len = cpumask_size();
6861
6862         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6863 }
6864
6865 /**
6866  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
6867  * @pid: pid of the process
6868  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6869  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
6870  *
6871  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
6872  */
6873 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6874                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6875 {
6876         cpumask_var_t new_mask;
6877         int retval;
6878
6879         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6880                 return -ENOMEM;
6881
6882         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6883         if (retval == 0)
6884                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6885         free_cpumask_var(new_mask);
6886         return retval;
6887 }
6888
6889 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6890 {
6891         struct task_struct *p;
6892         unsigned long flags;
6893         int retval;
6894
6895         rcu_read_lock();
6896
6897         retval = -ESRCH;
6898         p = find_process_by_pid(pid);
6899         if (!p)
6900                 goto out_unlock;
6901
6902         retval = security_task_getscheduler(p);
6903         if (retval)
6904                 goto out_unlock;
6905
6906         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6907         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
6908         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6909
6910 out_unlock:
6911         rcu_read_unlock();
6912
6913         return retval;
6914 }
6915
6916 /**
6917  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
6918  * @pid: pid of the process
6919  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6920  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
6921  *
6922  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
6923  * error code otherwise.
6924  */
6925 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6926                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6927 {
6928         int ret;
6929         cpumask_var_t mask;
6930
6931         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
6932                 return -EINVAL;
6933         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
6934                 return -EINVAL;
6935
6936         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6937                 return -ENOMEM;
6938
6939         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6940         if (ret == 0) {
6941                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
6942
6943                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
6944                         ret = -EFAULT;
6945                 else
6946                         ret = retlen;
6947         }
6948         free_cpumask_var(mask);
6949
6950         return ret;
6951 }
6952
6953 static void do_sched_yield(void)
6954 {
6955         struct rq_flags rf;
6956         struct rq *rq;
6957
6958         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
6959
6960         schedstat_inc(rq->yld_count);
6961         current->sched_class->yield_task(rq);
6962
6963         preempt_disable();
6964         rq_unlock_irq(rq, &rf);
6965         sched_preempt_enable_no_resched();
6966
6967         schedule();
6968 }
6969
6970 /**
6971  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6972  *
6973  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6974  * other threads running on this CPU then this function will return.
6975  *
6976  * Return: 0.
6977  */
6978 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6979 {
6980         do_sched_yield();
6981         return 0;
6982 }
6983
6984 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
6985 int __sched __cond_resched(void)
6986 {
6987         if (should_resched(0)) {
6988                 preempt_schedule_common();
6989                 return 1;
6990         }
6991 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
6992         rcu_all_qs();
6993 #endif
6994         return 0;
6995 }
6996 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
6997 #endif
6998
6999 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
7000 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
7001 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
7002
7003 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
7004 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
7005 #endif
7006
7007 /*
7008  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
7009  * call schedule, and on return reacquire the lock.
7010  *
7011  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
7012  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
7013  * spin_unlock(), once by hand).
7014  */
7015 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
7016 {
7017         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7018         int ret = 0;
7019
7020         lockdep_assert_held(lock);
7021
7022         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
7023                 spin_unlock(lock);
7024                 if (resched)
7025                         preempt_schedule_common();
7026                 else
7027                         cpu_relax();
7028                 ret = 1;
7029                 spin_lock(lock);
7030         }
7031         return ret;
7032 }
7033 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
7034
7035 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
7036 {
7037         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7038         int ret = 0;
7039
7040         lockdep_assert_held_read(lock);
7041
7042         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
7043                 read_unlock(lock);
7044                 if (resched)
7045                         preempt_schedule_common();
7046                 else
7047                         cpu_relax();
7048                 ret = 1;
7049                 read_lock(lock);
7050         }
7051         return ret;
7052 }
7053 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
7054
7055 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
7056 {
7057         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7058         int ret = 0;
7059
7060         lockdep_assert_held_write(lock);
7061
7062         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
7063                 write_unlock(lock);
7064                 if (resched)
7065                         preempt_schedule_common();
7066                 else
7067                         cpu_relax();
7068                 ret = 1;
7069                 write_lock(lock);
7070         }
7071         return ret;
7072 }
7073 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
7074
7075 /**
7076  * yield - yield the current processor to other threads.
7077  *
7078  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
7079  *
7080  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
7081  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
7082  * it, it's already broken.
7083  *
7084  * Typical broken usage is:
7085  *
7086  * while (!event)
7087  *      yield();
7088  *
7089  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
7090  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
7091  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
7092  *
7093  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
7094  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
7095  * If you still want to use yield(), do not!
7096  */
7097 void __sched yield(void)
7098 {
7099         set_current_state(TASK_RUNNING);
7100         do_sched_yield();
7101 }
7102 EXPORT_SYMBOL(yield);
7103
7104 /**
7105  * yield_to - yield the current processor to another thread in
7106  * your thread group, or accelerate that thread toward the
7107  * processor it's on.
7108  * @p: target task
7109  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
7110  *
7111  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
7112  * can't go away on us before we can do any checks.
7113  *
7114  * Return:
7115  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
7116  *      false (0) if we failed to boost the target.
7117  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
7118  */
7119 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
7120 {
7121         struct task_struct *curr = current;
7122         struct rq *rq, *p_rq;
7123         unsigned long flags;
7124         int yielded = 0;
7125
7126         local_irq_save(flags);
7127         rq = this_rq();
7128
7129 again:
7130         p_rq = task_rq(p);
7131         /*
7132          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
7133          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
7134          */
7135         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
7136                 yielded = -ESRCH;
7137                 goto out_irq;
7138         }
7139
7140         double_rq_lock(rq, p_rq);
7141         if (task_rq(p) != p_rq) {
7142                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
7143                 goto again;
7144         }
7145
7146         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
7147                 goto out_unlock;
7148
7149         if (curr->sched_class != p->sched_class)
7150                 goto out_unlock;
7151
7152         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
7153                 goto out_unlock;
7154
7155         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
7156         if (yielded) {
7157                 schedstat_inc(rq->yld_count);
7158                 /*
7159                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
7160                  * fairness.
7161                  */
7162                 if (preempt && rq != p_rq)
7163                         resched_curr(p_rq);
7164         }
7165
7166 out_unlock:
7167         double_rq_unlock(rq, p_rq);
7168 out_irq:
7169         local_irq_restore(flags);
7170
7171         if (yielded > 0)
7172                 schedule();
7173
7174         return yielded;
7175 }
7176 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
7177
7178 int io_schedule_prepare(void)
7179 {
7180         int old_iowait = current->in_iowait;
7181
7182         current->in_iowait = 1;
7183         blk_schedule_flush_plug(current);
7184
7185         return old_iowait;
7186 }
7187
7188 void io_schedule_finish(int token)
7189 {
7190         current->in_iowait = token;
7191 }
7192
7193 /*
7194  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
7195  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
7196  */
7197 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
7198 {
7199         int token;
7200         long ret;
7201
7202         token = io_schedule_prepare();
7203         ret = schedule_timeout(timeout);
7204         io_schedule_finish(token);
7205
7206         return ret;
7207 }
7208 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
7209
7210 void __sched io_schedule(void)
7211 {
7212         int token;
7213
7214         token = io_schedule_prepare();
7215         schedule();
7216         io_schedule_finish(token);
7217 }
7218 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
7219
7220 /**
7221  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
7222  * @policy: scheduling class.
7223  *
7224  * Return: On success, this syscall returns the maximum
7225  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
7226  * On failure, a negative error code is returned.
7227  */
7228 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
7229 {
7230         int ret = -EINVAL;
7231
7232         switch (policy) {
7233         case SCHED_FIFO:
7234         case SCHED_RR:
7235                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
7236                 break;
7237         case SCHED_DEADLINE:
7238         case SCHED_NORMAL:
7239         case SCHED_BATCH:
7240         case SCHED_IDLE:
7241                 ret = 0;
7242                 break;
7243         }
7244         return ret;
7245 }
7246
7247 /**
7248  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
7249  * @policy: scheduling class.
7250  *
7251  * Return: On success, this syscall returns the minimum
7252  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
7253  * On failure, a negative error code is returned.
7254  */
7255 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
7256 {
7257         int ret = -EINVAL;
7258
7259         switch (policy) {
7260         case SCHED_FIFO:
7261         case SCHED_RR:
7262                 ret = 1;
7263                 break;
7264         case SCHED_DEADLINE:
7265         case SCHED_NORMAL:
7266         case SCHED_BATCH:
7267         case SCHED_IDLE:
7268                 ret = 0;
7269         }
7270         return ret;
7271 }
7272
7273 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
7274 {
7275         struct task_struct *p;
7276         unsigned int time_slice;
7277         struct rq_flags rf;
7278         struct rq *rq;
7279         int retval;
7280
7281         if (pid < 0)
7282                 return -EINVAL;
7283
7284         retval = -ESRCH;
7285         rcu_read_lock();
7286         p = find_process_by_pid(pid);
7287         if (!p)
7288                 goto out_unlock;
7289
7290         retval = security_task_getscheduler(p);
7291         if (retval)
7292                 goto out_unlock;
7293
7294         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7295         time_slice = 0;
7296         if (p->sched_class->get_rr_interval)
7297                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
7298         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7299
7300         rcu_read_unlock();
7301         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
7302         return 0;
7303
7304 out_unlock:
7305         rcu_read_unlock();
7306         return retval;
7307 }
7308
7309 /**
7310  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
7311  * @pid: pid of the process.
7312  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
7313  *
7314  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
7315  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
7316  *
7317  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
7318  * an error code.
7319  */
7320 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
7321                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
7322 {
7323         struct timespec64 t;
7324         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
7325
7326         if (retval == 0)
7327                 retval = put_timespec64(&t, interval);
7328
7329         return retval;
7330 }
7331
7332 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
7333 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
7334                 struct old_timespec32 __user *, interval)
7335 {
7336         struct timespec64 t;
7337         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
7338
7339         if (retval == 0)
7340                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
7341         return retval;
7342 }
7343 #endif
7344
7345 void sched_show_task(struct task_struct *p)
7346 {
7347         unsigned long free = 0;
7348         int ppid;
7349
7350         if (!try_get_task_stack(p))
7351                 return;
7352
7353         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
7354
7355         if (p->state == TASK_RUNNING)
7356                 pr_cont("  running task    ");
7357 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
7358         free = stack_not_used(p);
7359 #endif
7360         ppid = 0;
7361         rcu_read_lock();
7362         if (pid_alive(p))
7363                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
7364         rcu_read_unlock();
7365         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
7366                 free, task_pid_nr(p), ppid,
7367                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
7368
7369         print_worker_info(KERN_INFO, p);
7370         print_stop_info(KERN_INFO, p);
7371         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
7372         put_task_stack(p);
7373 }
7374 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
7375
7376 static inline bool
7377 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
7378 {
7379         /* no filter, everything matches */
7380         if (!state_filter)
7381                 return true;
7382
7383         /* filter, but doesn't match */
7384         if (!(p->state & state_filter))
7385                 return false;
7386
7387         /*
7388          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
7389          * TASK_KILLABLE).
7390          */
7391         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
7392                 return false;
7393
7394         return true;
7395 }
7396
7397
7398 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
7399 {
7400         struct task_struct *g, *p;
7401
7402         rcu_read_lock();
7403         for_each_process_thread(g, p) {
7404                 /*
7405                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
7406                  * console might take a lot of time:
7407                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
7408                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
7409                  * an IPI.
7410                  */
7411                 touch_nmi_watchdog();
7412                 touch_all_softlockup_watchdogs();
7413                 if (state_filter_match(state_filter, p))
7414                         sched_show_task(p);
7415         }
7416
7417 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7418         if (!state_filter)
7419                 sysrq_sched_debug_show();
7420 #endif
7421         rcu_read_unlock();
7422         /*
7423          * Only show locks if all tasks are dumped:
7424          */
7425         if (!state_filter)
7426                 debug_show_all_locks();
7427 }
7428
7429 /**
7430  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
7431  * @idle: task in question
7432  * @cpu: CPU the idle task belongs to
7433  *
7434  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
7435  * flag, to make booting more robust.
7436  */
7437 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
7438 {
7439         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7440         unsigned long flags;
7441
7442         __sched_fork(0, idle);
7443
7444         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
7445         raw_spin_lock(&rq->lock);
7446
7447         idle->state = TASK_RUNNING;
7448         idle->se.exec_start = sched_clock();
7449         idle->flags |= PF_IDLE;
7450
7451         scs_task_reset(idle);
7452         kasan_unpoison_task_stack(idle);
7453
7454 #ifdef CONFIG_SMP
7455         /*
7456          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
7457          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
7458          *
7459          * And since this is boot we can forgo the serialization.
7460          */
7461         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
7462 #endif
7463         /*
7464          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
7465          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
7466          * lockdep check in task_group() will fail.
7467          *
7468          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
7469          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
7470          *
7471          * Silence PROVE_RCU
7472          */
7473         rcu_read_lock();
7474         __set_task_cpu(idle, cpu);
7475         rcu_read_unlock();
7476
7477         rq->idle = idle;
7478         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
7479         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
7480 #ifdef CONFIG_SMP
7481         idle->on_cpu = 1;
7482 #endif
7483         raw_spin_unlock(&rq->lock);
7484         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
7485
7486         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
7487         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
7488
7489         /*
7490          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
7491          */
7492         idle->sched_class = &idle_sched_class;
7493         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
7494         vtime_init_idle(idle, cpu);
7495 #ifdef CONFIG_SMP
7496         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
7497 #endif
7498 }
7499
7500 #ifdef CONFIG_SMP
7501
7502 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
7503                               const struct cpumask *trial)
7504 {
7505         int ret = 1;
7506
7507         if (!cpumask_weight(cur))
7508                 return ret;
7509
7510         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
7511
7512         return ret;
7513 }
7514
7515 int task_can_attach(struct task_struct *p,
7516                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
7517 {
7518         int ret = 0;
7519
7520         /*
7521          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
7522          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
7523          * affinity and isolating such threads by their set of
7524          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
7525          * applicable for such threads.  This prevents checking for
7526          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
7527          * before cpus_mask may be changed.
7528          */
7529         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
7530                 ret = -EINVAL;
7531                 goto out;
7532         }
7533
7534         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
7535                                               cs_cpus_allowed))
7536                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
7537
7538 out:
7539         return ret;
7540 }
7541
7542 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
7543
7544 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7545 /* Migrate current task p to target_cpu */
7546 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
7547 {
7548         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
7549         int curr_cpu = task_cpu(p);
7550
7551         if (curr_cpu == target_cpu)
7552                 return 0;
7553
7554         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
7555                 return -EINVAL;
7556
7557         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
7558
7559         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
7560         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
7561 }
7562
7563 /*
7564  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
7565  * tasks on the runqueues
7566  */
7567 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
7568 {
7569         bool queued, running;
7570         struct rq_flags rf;
7571         struct rq *rq;
7572
7573         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7574         queued = task_on_rq_queued(p);
7575         running = task_current(rq, p);
7576
7577         if (queued)
7578                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
7579         if (running)
7580                 put_prev_task(rq, p);
7581
7582         p->numa_preferred_nid = nid;
7583
7584         if (queued)
7585                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
7586         if (running)
7587                 set_next_task(rq, p);
7588         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7589 }
7590 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7591
7592 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7593 /*
7594  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
7595  * offline.
7596  */
7597 void idle_task_exit(void)
7598 {
7599         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
7600
7601         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
7602         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
7603
7604         if (mm != &init_mm) {
7605                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
7606                 finish_arch_post_lock_switch();
7607         }
7608
7609         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
7610 }
7611
7612 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
7613 {
7614         struct task_struct *p = arg;
7615         struct rq *rq = this_rq();
7616         struct rq_flags rf;
7617         int cpu;
7618
7619         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
7620         rq_lock(rq, &rf);
7621
7622         update_rq_clock(rq);
7623
7624         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
7625                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
7626                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
7627         }
7628
7629         rq_unlock(rq, &rf);
7630         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
7631
7632         put_task_struct(p);
7633
7634         return 0;
7635 }
7636
7637 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
7638
7639 /*
7640  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
7641  *
7642  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
7643  * effective when the hotplug motion is down.
7644  */
7645 static void balance_push(struct rq *rq)
7646 {
7647         struct task_struct *push_task = rq->curr;
7648
7649         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7650         SCHED_WARN_ON(rq->cpu != smp_processor_id());
7651
7652         /*
7653          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
7654          */
7655         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
7656
7657         /*
7658          * Only active while going offline.
7659          */
7660         if (!cpu_dying(rq->cpu))
7661                 return;
7662
7663         /*
7664          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
7665          * required to complete the hotplug process.
7666          *
7667          * XXX: the idle task does not match kthread_is_per_cpu() due to
7668          * histerical raisins.
7669          */
7670         if (rq->idle == push_task ||
7671             kthread_is_per_cpu(push_task) ||
7672             is_migration_disabled(push_task)) {
7673
7674                 /*
7675                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
7676                  * up the hotplug control thread which might wait for the
7677                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
7678                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
7679                  * and can't obviously be running in parallel.
7680                  *
7681                  * On RT kernels this also has to check whether there are
7682                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
7683                  * need to leave the migrate disabled section first.
7684                  */
7685                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
7686                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
7687                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
7688                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
7689                         raw_spin_lock(&rq->lock);
7690                 }
7691                 return;
7692         }
7693
7694         get_task_struct(push_task);
7695         /*
7696          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
7697          * Both preemption and IRQs are still disabled.
7698          */
7699         raw_spin_unlock(&rq->lock);
7700         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
7701                             this_cpu_ptr(&push_work));
7702         /*
7703          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
7704          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
7705          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
7706          */
7707         raw_spin_lock(&rq->lock);
7708 }
7709
7710 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
7711 {
7712         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7713         struct rq_flags rf;
7714
7715         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7716         if (on) {
7717                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
7718                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
7719         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
7720                 rq->balance_callback = NULL;
7721         }
7722         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7723 }
7724
7725 /*
7726  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
7727  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
7728  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
7729  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
7730  */
7731 static void balance_hotplug_wait(void)
7732 {
7733         struct rq *rq = this_rq();
7734
7735         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
7736                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
7737                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
7738 }
7739
7740 #else
7741
7742 static inline void balance_push(struct rq *rq)
7743 {
7744 }
7745
7746 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
7747 {
7748 }
7749
7750 static inline void balance_hotplug_wait(void)
7751 {
7752 }
7753
7754 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
7755
7756 void set_rq_online(struct rq *rq)
7757 {
7758         if (!rq->online) {
7759                 const struct sched_class *class;
7760
7761                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
7762                 rq->online = 1;
7763
7764                 for_each_class(class) {
7765                         if (class->rq_online)
7766                                 class->rq_online(rq);
7767                 }
7768         }
7769 }
7770
7771 void set_rq_offline(struct rq *rq)
7772 {
7773         if (rq->online) {
7774                 const struct sched_class *class;
7775
7776                 for_each_class(class) {
7777                         if (class->rq_offline)
7778                                 class->rq_offline(rq);
7779                 }
7780
7781                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
7782                 rq->online = 0;
7783         }
7784 }
7785
7786 /*
7787  * used to mark begin/end of suspend/resume:
7788  */
7789 static int num_cpus_frozen;
7790
7791 /*
7792  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7793  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7794  * around partition_sched_domains().
7795  *
7796  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7797  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7798  */
7799 static void cpuset_cpu_active(void)
7800 {
7801         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7802                 /*
7803                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7804                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7805                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7806                  * domain, ignoring cpusets.
7807                  */
7808                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7809                 if (--num_cpus_frozen)
7810                         return;
7811                 /*
7812                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7813                  * restore the original sched domains by considering the
7814                  * cpuset configurations.
7815                  */
7816                 cpuset_force_rebuild();
7817         }
7818         cpuset_update_active_cpus();
7819 }
7820
7821 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7822 {
7823         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7824                 if (dl_cpu_busy(cpu))
7825                         return -EBUSY;
7826                 cpuset_update_active_cpus();
7827         } else {
7828                 num_cpus_frozen++;
7829                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7830         }
7831         return 0;
7832 }
7833
7834 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7835 {
7836         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7837         struct rq_flags rf;
7838
7839         /*
7840          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
7841          * regular tasks.
7842          */
7843         balance_push_set(cpu, false);
7844
7845 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7846         /*
7847          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
7848          */
7849         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
7850                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
7851 #endif
7852         set_cpu_active(cpu, true);
7853
7854         if (sched_smp_initialized) {
7855                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7856                 cpuset_cpu_active();
7857         }
7858
7859         /*
7860          * Put the rq online, if not already. This happens:
7861          *
7862          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7863          *    after all CPUs have been brought up.
7864          *
7865          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7866          *    domains.
7867          */
7868         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7869         if (rq->rd) {
7870                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7871                 set_rq_online(rq);
7872         }
7873         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7874
7875         return 0;
7876 }
7877
7878 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7879 {
7880         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7881         struct rq_flags rf;
7882         int ret;
7883
7884         /*
7885          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
7886          * load balancing when not active
7887          */
7888         nohz_balance_exit_idle(rq);
7889
7890         set_cpu_active(cpu, false);
7891
7892         /*
7893          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
7894          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
7895          * push those tasks away until this gets cleared, see
7896          * sched_cpu_dying().
7897          */
7898         balance_push_set(cpu, true);
7899
7900         /*
7901          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
7902          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
7903          * all new such users will observe it.
7904          *
7905          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
7906          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
7907          *
7908          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7909          */
7910         synchronize_rcu();
7911
7912         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7913         if (rq->rd) {
7914                 update_rq_clock(rq);
7915                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7916                 set_rq_offline(rq);
7917         }
7918         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7919
7920 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7921         /*
7922          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
7923          */
7924         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
7925                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
7926 #endif
7927
7928         if (!sched_smp_initialized)
7929                 return 0;
7930
7931         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7932         if (ret) {
7933                 balance_push_set(cpu, false);
7934                 set_cpu_active(cpu, true);
7935                 return ret;
7936         }
7937         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7938         return 0;
7939 }
7940
7941 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7942 {
7943         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7944
7945         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7946         update_max_interval();
7947 }
7948
7949 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7950 {
7951         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7952         sched_tick_start(cpu);
7953         return 0;
7954 }
7955
7956 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7957
7958 /*
7959  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
7960  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
7961  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
7962  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
7963  * any of those which might be on the way out are gone.
7964  *
7965  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
7966  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
7967  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
7968  */
7969 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
7970 {
7971         balance_hotplug_wait();
7972         return 0;
7973 }
7974
7975 /*
7976  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
7977  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
7978  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
7979  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
7980  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
7981  *
7982  * Also see the comment "Global load-average calculations".
7983  */
7984 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
7985 {
7986         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
7987
7988         if (delta)
7989                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
7990 }
7991
7992 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
7993 {
7994         struct task_struct *g, *p;
7995         int cpu = cpu_of(rq);
7996
7997         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7998
7999         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
8000         for_each_process_thread(g, p) {
8001                 if (task_cpu(p) != cpu)
8002                         continue;
8003
8004                 if (!task_on_rq_queued(p))
8005                         continue;
8006
8007                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
8008         }
8009 }
8010
8011 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
8012 {
8013         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8014         struct rq_flags rf;
8015
8016         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
8017         sched_tick_stop(cpu);
8018
8019         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8020         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
8021                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
8022                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
8023         }
8024         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8025
8026         calc_load_migrate(rq);
8027         update_max_interval();
8028         hrtick_clear(rq);
8029         return 0;
8030 }
8031 #endif
8032
8033 void __init sched_init_smp(void)
8034 {
8035         sched_init_numa();
8036
8037         /*
8038          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
8039          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
8040          * happen.
8041          */
8042         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8043         sched_init_domains(cpu_active_mask);
8044         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8045
8046         /* Move init over to a non-isolated CPU */
8047         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
8048                 BUG();
8049         sched_init_granularity();
8050
8051         init_sched_rt_class();
8052         init_sched_dl_class();
8053
8054         sched_smp_initialized = true;
8055 }
8056
8057 static int __init migration_init(void)
8058 {
8059         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
8060         return 0;
8061 }
8062 early_initcall(migration_init);
8063
8064 #else
8065 void __init sched_init_smp(void)
8066 {
8067         sched_init_granularity();
8068 }
8069 #endif /* CONFIG_SMP */
8070
8071 int in_sched_functions(unsigned long addr)
8072 {
8073         return in_lock_functions(addr) ||
8074                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
8075                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
8076 }
8077
8078 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8079 /*
8080  * Default task group.
8081  * Every task in system belongs to this group at bootup.
8082  */
8083 struct task_group root_task_group;
8084 LIST_HEAD(task_groups);
8085
8086 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
8087 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
8088 #endif
8089
8090 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8091 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
8092
8093 void __init sched_init(void)
8094 {
8095         unsigned long ptr = 0;
8096         int i;
8097
8098         /* Make sure the linker didn't screw up */
8099         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
8100                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
8101                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
8102 #ifdef CONFIG_SMP
8103         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
8104 #endif
8105
8106         wait_bit_init();
8107
8108 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8109         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8110 #endif
8111 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8112         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8113 #endif
8114         if (ptr) {
8115                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
8116
8117 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8118                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
8119                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8120
8121                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
8122                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8123
8124                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
8125                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
8126 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8127 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8128                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
8129                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8130
8131                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
8132                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8133
8134 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8135         }
8136 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8137         for_each_possible_cpu(i) {
8138                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
8139                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8140                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
8141                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8142         }
8143 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
8144
8145         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
8146         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
8147
8148 #ifdef CONFIG_SMP
8149         init_defrootdomain();
8150 #endif
8151
8152 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8153         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
8154                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8155 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8156
8157 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8158         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
8159
8160         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
8161         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
8162         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
8163         autogroup_init(&init_task);
8164 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8165
8166         for_each_possible_cpu(i) {
8167                 struct rq *rq;
8168
8169                 rq = cpu_rq(i);
8170                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
8171                 rq->nr_running = 0;
8172                 rq->calc_load_active = 0;
8173                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8174                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
8175                 init_rt_rq(&rq->rt);
8176                 init_dl_rq(&rq->dl);
8177 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8178                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
8179                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
8180                 /*
8181                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
8182                  *
8183                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
8184                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
8185                  * system CPU resource is divided among the tasks of
8186                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
8187                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
8188                  * (se->load.weight).
8189                  *
8190                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
8191                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
8192                  * then A0's share of the CPU resource is:
8193                  *
8194                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
8195                  *
8196                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
8197                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
8198                  */
8199                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
8200 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8201
8202                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
8203 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8204                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
8205 #endif
8206 #ifdef CONFIG_SMP
8207                 rq->sd = NULL;
8208                 rq->rd = NULL;
8209                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
8210                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8211                 rq->active_balance = 0;
8212                 rq->next_balance = jiffies;
8213                 rq->push_cpu = 0;
8214                 rq->cpu = i;
8215                 rq->online = 0;
8216                 rq->idle_stamp = 0;
8217                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
8218                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
8219
8220                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
8221
8222                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
8223 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8224                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
8225                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
8226
8227                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
8228 #endif
8229 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8230                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
8231 #endif
8232 #endif /* CONFIG_SMP */
8233                 hrtick_rq_init(rq);
8234                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
8235         }
8236
8237         set_load_weight(&init_task, false);
8238
8239         /*
8240          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
8241          */
8242         mmgrab(&init_mm);
8243         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
8244
8245         /*
8246          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
8247          * called from this thread, however somewhere below it might be,
8248          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
8249          * when this runqueue becomes "idle".
8250          */
8251         init_idle(current, smp_processor_id());
8252
8253         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8254
8255 #ifdef CONFIG_SMP
8256         idle_thread_set_boot_cpu();
8257         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
8258 #endif
8259         init_sched_fair_class();
8260
8261         init_schedstats();
8262
8263         psi_init();
8264
8265         init_uclamp();
8266
8267         scheduler_running = 1;
8268 }
8269
8270 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
8271 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
8272 {
8273         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
8274
8275         return (nested == preempt_offset);
8276 }
8277
8278 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
8279 {
8280         /*
8281          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
8282          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
8283          * otherwise we will destroy state.
8284          */
8285         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
8286                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
8287                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
8288                         current->state,
8289                         (void *)current->task_state_change,
8290                         (void *)current->task_state_change);
8291
8292         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
8293 }
8294 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
8295
8296 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
8297 {
8298         /* Ratelimiting timestamp: */
8299         static unsigned long prev_jiffy;
8300
8301         unsigned long preempt_disable_ip;
8302
8303         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
8304         rcu_sleep_check();
8305
8306         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
8307              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
8308             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
8309             oops_in_progress)
8310                 return;
8311
8312         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
8313                 return;
8314         prev_jiffy = jiffies;
8315
8316         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
8317         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
8318
8319         printk(KERN_ERR
8320                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
8321                         file, line);
8322         printk(KERN_ERR
8323                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
8324                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
8325                         current->pid, current->comm);
8326
8327         if (task_stack_end_corrupted(current))
8328                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
8329
8330         debug_show_held_locks(current);
8331         if (irqs_disabled())
8332                 print_irqtrace_events(current);
8333         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
8334             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
8335                 pr_err("Preemption disabled at:");
8336                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
8337         }
8338         dump_stack();
8339         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
8340 }
8341 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
8342
8343 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
8344 {
8345         static unsigned long prev_jiffy;
8346
8347         if (irqs_disabled())
8348                 return;
8349
8350         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
8351                 return;
8352
8353         if (preempt_count() > preempt_offset)
8354                 return;
8355
8356         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
8357                 return;
8358         prev_jiffy = jiffies;
8359
8360         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
8361         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
8362                         in_atomic(), irqs_disabled(),
8363                         current->pid, current->comm);
8364
8365         debug_show_held_locks(current);
8366         dump_stack();
8367         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
8368 }
8369 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
8370
8371 #ifdef CONFIG_SMP
8372 void __cant_migrate(const char *file, int line)
8373 {
8374         static unsigned long prev_jiffy;
8375
8376         if (irqs_disabled())
8377                 return;
8378
8379         if (is_migration_disabled(current))
8380                 return;
8381
8382         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
8383                 return;
8384
8385         if (preempt_count() > 0)
8386                 return;
8387
8388         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
8389                 return;
8390         prev_jiffy = jiffies;
8391
8392         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
8393         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
8394                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
8395                current->pid, current->comm);
8396
8397         debug_show_held_locks(current);
8398         dump_stack();
8399         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
8400 }
8401 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
8402 #endif
8403 #endif
8404
8405 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
8406 void normalize_rt_tasks(void)
8407 {
8408         struct task_struct *g, *p;
8409         struct sched_attr attr = {
8410                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
8411         };
8412
8413         read_lock(&tasklist_lock);
8414         for_each_process_thread(g, p) {
8415                 /*
8416                  * Only normalize user tasks:
8417                  */
8418                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
8419                         continue;
8420
8421                 p->se.exec_start = 0;
8422                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
8423                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
8424                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
8425
8426                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
8427                         /*
8428                          * Renice negative nice level userspace
8429                          * tasks back to 0:
8430                          */
8431                         if (task_nice(p) < 0)
8432                                 set_user_nice(p, 0);
8433                         continue;
8434                 }
8435
8436                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
8437         }
8438         read_unlock(&tasklist_lock);
8439 }
8440
8441 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
8442
8443 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
8444 /*
8445  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
8446  *
8447  * They can only be called when the whole system has been
8448  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
8449  * activity can take place. Using them for anything else would
8450  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
8451  * under any other configuration.
8452  */
8453
8454 /**
8455  * curr_task - return the current task for a given CPU.
8456  * @cpu: the processor in question.
8457  *
8458  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8459  *
8460  * Return: The current task for @cpu.
8461  */
8462 struct task_struct *curr_task(int cpu)
8463 {
8464         return cpu_curr(cpu);
8465 }
8466
8467 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
8468
8469 #ifdef CONFIG_IA64
8470 /**
8471  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
8472  * @cpu: the processor in question.
8473  * @p: the task pointer to set.
8474  *
8475  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
8476  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
8477  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
8478  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
8479  * and caller must save the original value of the current task (see
8480  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
8481  * re-starting the system.
8482  *
8483  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8484  */
8485 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
8486 {
8487         cpu_curr(cpu) = p;
8488 }
8489
8490 #endif
8491
8492 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8493 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
8494 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
8495
8496 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
8497                                             struct task_group *parent)
8498 {
8499 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8500         enum uclamp_id clamp_id;
8501
8502         for_each_clamp_id(clamp_id) {
8503                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
8504                               uclamp_none(clamp_id), false);
8505                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
8506         }
8507 #endif
8508 }
8509
8510 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
8511 {
8512         free_fair_sched_group(tg);
8513         free_rt_sched_group(tg);
8514         autogroup_free(tg);
8515         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
8516 }
8517
8518 /* allocate runqueue etc for a new task group */
8519 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
8520 {
8521         struct task_group *tg;
8522
8523         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
8524         if (!tg)
8525                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8526
8527         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
8528                 goto err;
8529
8530         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
8531                 goto err;
8532
8533         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
8534
8535         return tg;
8536
8537 err:
8538         sched_free_group(tg);
8539         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8540 }
8541
8542 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8543 {
8544         unsigned long flags;
8545
8546         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8547         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
8548
8549         /* Root should already exist: */
8550         WARN_ON(!parent);
8551
8552         tg->parent = parent;
8553         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
8554         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
8555         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
8556
8557         online_fair_sched_group(tg);
8558 }
8559
8560 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
8561 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
8562 {
8563         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
8564         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
8565 }
8566
8567 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
8568 {
8569         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
8570         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
8571 }
8572
8573 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
8574 {
8575         unsigned long flags;
8576
8577         /* End participation in shares distribution: */
8578         unregister_fair_sched_group(tg);
8579
8580         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8581         list_del_rcu(&tg->list);
8582         list_del_rcu(&tg->siblings);
8583         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
8584 }
8585
8586 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
8587 {
8588         struct task_group *tg;
8589
8590         /*
8591          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
8592          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
8593          * to prevent lockdep warnings.
8594          */
8595         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
8596                           struct task_group, css);
8597         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
8598         tsk->sched_task_group = tg;
8599
8600 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8601         if (tsk->sched_class->task_change_group)
8602                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
8603         else
8604 #endif
8605                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
8606 }
8607
8608 /*
8609  * Change task's runqueue when it moves between groups.
8610  *
8611  * The caller of this function should have put the task in its new group by
8612  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
8613  * its new group.
8614  */
8615 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
8616 {
8617         int queued, running, queue_flags =
8618                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
8619         struct rq_flags rf;
8620         struct rq *rq;
8621
8622         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
8623         update_rq_clock(rq);
8624
8625         running = task_current(rq, tsk);
8626         queued = task_on_rq_queued(tsk);
8627
8628         if (queued)
8629                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
8630         if (running)
8631                 put_prev_task(rq, tsk);
8632
8633         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
8634
8635         if (queued)
8636                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
8637         if (running) {
8638                 set_next_task(rq, tsk);
8639                 /*
8640                  * After changing group, the running task may have joined a
8641                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
8642                  * resched to make sure that task can still run.
8643                  */
8644                 resched_curr(rq);
8645         }
8646
8647         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
8648 }
8649
8650 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8651 {
8652         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8653 }
8654
8655 static struct cgroup_subsys_state *
8656 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8657 {
8658         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8659         struct task_group *tg;
8660
8661         if (!parent) {
8662                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8663                 return &root_task_group.css;
8664         }
8665
8666         tg = sched_create_group(parent);
8667         if (IS_ERR(tg))
8668                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8669
8670         return &tg->css;
8671 }
8672
8673 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
8674 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
8675 {
8676         struct task_group *tg = css_tg(css);
8677         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
8678
8679         if (parent)
8680                 sched_online_group(tg, parent);
8681
8682 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8683         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
8684         cpu_util_update_eff(css);
8685 #endif
8686
8687         return 0;
8688 }
8689
8690 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8691 {
8692         struct task_group *tg = css_tg(css);
8693
8694         sched_offline_group(tg);
8695 }
8696
8697 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8698 {
8699         struct task_group *tg = css_tg(css);
8700
8701         /*
8702          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8703          */
8704         sched_free_group(tg);
8705 }
8706
8707 /*
8708  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
8709  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
8710  */
8711 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8712 {
8713         struct rq_flags rf;
8714         struct rq *rq;
8715
8716         rq = task_rq_lock(task, &rf);
8717
8718         update_rq_clock(rq);
8719         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
8720
8721         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
8722 }
8723
8724 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8725 {
8726         struct task_struct *task;
8727         struct cgroup_subsys_state *css;
8728         int ret = 0;
8729
8730         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8731 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8732                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8733                         return -EINVAL;
8734 #endif
8735                 /*
8736                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
8737                  * running, we're sure to observe its full state.
8738                  */
8739                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
8740                 /*
8741                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
8742                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
8743                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
8744                  */
8745                 if (task->state == TASK_NEW)
8746                         ret = -EINVAL;
8747                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
8748
8749                 if (ret)
8750                         break;
8751         }
8752         return ret;
8753 }
8754
8755 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8756 {
8757         struct task_struct *task;
8758         struct cgroup_subsys_state *css;
8759
8760         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8761                 sched_move_task(task);
8762 }
8763
8764 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8765 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
8766 {
8767         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
8768         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
8769         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
8770         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
8771         enum uclamp_id clamp_id;
8772         unsigned int clamps;
8773
8774         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
8775                 uc_parent = css_tg(css)->parent
8776                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
8777
8778                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
8779                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
8780                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
8781                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
8782                         if (uc_parent &&
8783                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
8784                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
8785                         }
8786                 }
8787                 /* Ensure protection is always capped by limit */
8788                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
8789
8790                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
8791                 clamps = 0x0;
8792                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
8793                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
8794                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
8795                                 continue;
8796                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
8797                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
8798                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
8799                 }
8800                 if (!clamps) {
8801                         css = css_rightmost_descendant(css);
8802                         continue;
8803                 }
8804
8805                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
8806                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
8807         }
8808 }
8809
8810 /*
8811  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
8812  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
8813  * character constant, use two levels of macros.
8814  */
8815 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
8816 #define POW10(exp) _POW10(exp)
8817
8818 struct uclamp_request {
8819 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
8820 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
8821         s64 percent;
8822         u64 util;
8823         int ret;
8824 };
8825
8826 static inline struct uclamp_request
8827 capacity_from_percent(char *buf)
8828 {
8829         struct uclamp_request req = {
8830                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
8831                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
8832                 .ret = 0,
8833         };
8834
8835         buf = strim(buf);
8836         if (strcmp(buf, "max")) {
8837                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
8838                                              &req.percent);
8839                 if (req.ret)
8840                         return req;
8841                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
8842                         req.ret = -ERANGE;
8843                         return req;
8844                 }
8845
8846                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
8847                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
8848         }
8849
8850         return req;
8851 }
8852
8853 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
8854                                 size_t nbytes, loff_t off,
8855                                 enum uclamp_id clamp_id)
8856 {
8857         struct uclamp_request req;
8858         struct task_group *tg;
8859
8860         req = capacity_from_percent(buf);
8861         if (req.ret)
8862                 return req.ret;
8863
8864         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
8865
8866         mutex_lock(&uclamp_mutex);
8867         rcu_read_lock();
8868
8869         tg = css_tg(of_css(of));
8870         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
8871                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
8872
8873         /*
8874          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
8875          * exact requested value
8876          */
8877         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
8878
8879         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
8880         cpu_util_update_eff(of_css(of));
8881
8882         rcu_read_unlock();
8883         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
8884
8885         return nbytes;
8886 }
8887
8888 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
8889                                     char *buf, size_t nbytes,
8890                                     loff_t off)
8891 {
8892         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
8893 }
8894
8895 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8896                                     char *buf, size_t nbytes,
8897                                     loff_t off)
8898 {
8899         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
8900 }
8901
8902 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
8903                                     enum uclamp_id clamp_id)
8904 {
8905         struct task_group *tg;
8906         u64 util_clamp;
8907         u64 percent;
8908         u32 rem;
8909
8910         rcu_read_lock();
8911         tg = css_tg(seq_css(sf));
8912         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
8913         rcu_read_unlock();
8914
8915         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8916                 seq_puts(sf, "max\n");
8917                 return;
8918         }
8919
8920         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
8921         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
8922         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
8923 }
8924
8925 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
8926 {
8927         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
8928         return 0;
8929 }
8930
8931 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
8932 {
8933         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
8934         return 0;
8935 }
8936 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
8937
8938 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8939 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8940                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8941 {
8942         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
8943                 shareval = MAX_SHARES;
8944         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8945 }
8946
8947 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8948                                struct cftype *cft)
8949 {
8950         struct task_group *tg = css_tg(css);
8951
8952         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8953 }
8954
8955 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8956 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8957
8958 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8959 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8960 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
8961 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
8962
8963 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8964
8965 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8966 {
8967         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8968         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8969
8970         if (tg == &root_task_group)
8971                 return -EINVAL;
8972
8973         /*
8974          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8975          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8976          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8977          */
8978         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8979                 return -EINVAL;
8980
8981         /*
8982          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
8983          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8984          * feasibility.
8985          */
8986         if (period > max_cfs_quota_period)
8987                 return -EINVAL;
8988
8989         /*
8990          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
8991          */
8992         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
8993                 return -EINVAL;
8994
8995         /*
8996          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8997          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8998          */
8999         get_online_cpus();
9000         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
9001         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
9002         if (ret)
9003                 goto out_unlock;
9004
9005         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
9006         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
9007         /*
9008          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
9009          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
9010          */
9011         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
9012                 cfs_bandwidth_usage_inc();
9013         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
9014         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
9015         cfs_b->quota = quota;
9016
9017         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
9018
9019         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
9020         if (runtime_enabled)
9021                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
9022
9023         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
9024
9025         for_each_online_cpu(i) {
9026                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
9027                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
9028                 struct rq_flags rf;
9029
9030                 rq_lock_irq(rq, &rf);
9031                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
9032                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
9033
9034                 if (cfs_rq->throttled)
9035                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
9036                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
9037         }
9038         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
9039                 cfs_bandwidth_usage_dec();
9040 out_unlock:
9041         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
9042         put_online_cpus();
9043
9044         return ret;
9045 }
9046
9047 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
9048 {
9049         u64 quota, period;
9050
9051         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
9052         if (cfs_quota_us < 0)
9053                 quota = RUNTIME_INF;
9054         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
9055                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
9056         else
9057                 return -EINVAL;
9058
9059         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9060 }
9061
9062 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
9063 {
9064         u64 quota_us;
9065
9066         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
9067                 return -1;
9068
9069         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
9070         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
9071
9072         return quota_us;
9073 }
9074
9075 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
9076 {
9077         u64 quota, period;
9078
9079         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
9080                 return -EINVAL;
9081
9082         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
9083         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
9084
9085         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9086 }
9087
9088 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
9089 {
9090         u64 cfs_period_us;
9091
9092         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
9093         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
9094
9095         return cfs_period_us;
9096 }
9097
9098 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
9099                                   struct cftype *cft)
9100 {
9101         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
9102 }
9103
9104 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
9105                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
9106 {
9107         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
9108 }
9109
9110 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9111                                    struct cftype *cft)
9112 {
9113         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
9114 }
9115
9116 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9117                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
9118 {
9119         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
9120 }
9121
9122 struct cfs_schedulable_data {
9123         struct task_group *tg;
9124         u64 period, quota;
9125 };
9126
9127 /*
9128  * normalize group quota/period to be quota/max_period
9129  * note: units are usecs
9130  */
9131 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
9132                                struct cfs_schedulable_data *d)
9133 {
9134         u64 quota, period;
9135
9136         if (tg == d->tg) {
9137                 period = d->period;
9138                 quota = d->quota;
9139         } else {
9140                 period = tg_get_cfs_period(tg);
9141                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
9142         }
9143
9144         /* note: these should typically be equivalent */
9145         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
9146                 return RUNTIME_INF;
9147
9148         return to_ratio(period, quota);
9149 }
9150
9151 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
9152 {
9153         struct cfs_schedulable_data *d = data;
9154         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
9155         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
9156
9157         if (!tg->parent) {
9158                 quota = RUNTIME_INF;
9159         } else {
9160                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
9161
9162                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
9163                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
9164
9165                 /*
9166                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
9167                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
9168                  * limit is set:
9169                  */
9170                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
9171                         quota = min(quota, parent_quota);
9172                 } else {
9173                         if (quota == RUNTIME_INF)
9174                                 quota = parent_quota;
9175                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
9176                                 return -EINVAL;
9177                 }
9178         }
9179         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
9180
9181         return 0;
9182 }
9183
9184 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
9185 {
9186         int ret;
9187         struct cfs_schedulable_data data = {
9188                 .tg = tg,
9189                 .period = period,
9190                 .quota = quota,
9191         };
9192
9193         if (quota != RUNTIME_INF) {
9194                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
9195                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
9196         }
9197
9198         rcu_read_lock();
9199         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
9200         rcu_read_unlock();
9201
9202         return ret;
9203 }
9204
9205 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
9206 {
9207         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
9208         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
9209
9210         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
9211         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
9212         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
9213
9214         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
9215                 u64 ws = 0;
9216                 int i;
9217
9218                 for_each_possible_cpu(i)
9219                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
9220
9221                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
9222         }
9223
9224         return 0;
9225 }
9226 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
9227 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9228
9229 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9230 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
9231                                 struct cftype *cft, s64 val)
9232 {
9233         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
9234 }
9235
9236 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
9237                                struct cftype *cft)
9238 {
9239         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
9240 }
9241
9242 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
9243                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
9244 {
9245         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
9246 }
9247
9248 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
9249                                    struct cftype *cft)
9250 {
9251         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
9252 }
9253 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9254
9255 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
9256 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9257         {
9258                 .name = "shares",
9259                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
9260                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
9261         },
9262 #endif
9263 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9264         {
9265                 .name = "cfs_quota_us",
9266                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
9267                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
9268         },
9269         {
9270                 .name = "cfs_period_us",
9271                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
9272                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
9273         },
9274         {
9275                 .name = "stat",
9276                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
9277         },
9278 #endif
9279 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9280         {
9281                 .name = "rt_runtime_us",
9282                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
9283                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
9284         },
9285         {
9286                 .name = "rt_period_us",
9287                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
9288                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
9289         },
9290 #endif
9291 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9292         {
9293                 .name = "uclamp.min",
9294                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9295                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
9296                 .write = cpu_uclamp_min_write,
9297         },
9298         {
9299                 .name = "uclamp.max",
9300                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9301                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
9302                 .write = cpu_uclamp_max_write,
9303         },
9304 #endif
9305         { }     /* Terminate */
9306 };
9307
9308 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
9309                                struct cgroup_subsys_state *css)
9310 {
9311 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9312         {
9313                 struct task_group *tg = css_tg(css);
9314                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
9315                 u64 throttled_usec;
9316
9317                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
9318                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
9319
9320                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
9321                            "nr_throttled %d\n"
9322                            "throttled_usec %llu\n",
9323                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
9324                            throttled_usec);
9325         }
9326 #endif
9327         return 0;
9328 }
9329
9330 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9331 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9332                                struct cftype *cft)
9333 {
9334         struct task_group *tg = css_tg(css);
9335         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
9336
9337         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
9338 }
9339
9340 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9341                                 struct cftype *cft, u64 weight)
9342 {
9343         /*
9344          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
9345          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
9346          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
9347          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
9348          * the original value over the entire range.
9349          */
9350         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
9351                 return -ERANGE;
9352
9353         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
9354
9355         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
9356 }
9357
9358 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
9359                                     struct cftype *cft)
9360 {
9361         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
9362         int last_delta = INT_MAX;
9363         int prio, delta;
9364
9365         /* find the closest nice value to the current weight */
9366         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
9367                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
9368                 if (delta >= last_delta)
9369                         break;
9370                 last_delta = delta;
9371         }
9372
9373         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
9374 }
9375
9376 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
9377                                      struct cftype *cft, s64 nice)
9378 {
9379         unsigned long weight;
9380         int idx;
9381
9382         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
9383                 return -ERANGE;
9384
9385         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
9386         idx = array_index_nospec(idx, 40);
9387         weight = sched_prio_to_weight[idx];
9388
9389         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
9390 }
9391 #endif
9392
9393 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
9394                                                   long period, long quota)
9395 {
9396         if (quota < 0)
9397                 seq_puts(sf, "max");
9398         else
9399                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
9400
9401         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
9402 }
9403
9404 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
9405 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
9406                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
9407 {
9408         char tok[21];   /* U64_MAX */
9409
9410         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
9411                 return -EINVAL;
9412
9413         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
9414
9415         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
9416                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
9417         else if (!strcmp(tok, "max"))
9418                 *quotap = RUNTIME_INF;
9419         else
9420                 return -EINVAL;
9421
9422         return 0;
9423 }
9424
9425 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9426 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
9427 {
9428         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
9429
9430         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
9431         return 0;
9432 }
9433
9434 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
9435                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
9436 {
9437         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
9438         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
9439         u64 quota;
9440         int ret;
9441
9442         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
9443         if (!ret)
9444                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9445         return ret ?: nbytes;
9446 }
9447 #endif
9448
9449 static struct cftype cpu_files[] = {
9450 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9451         {
9452                 .name = "weight",
9453                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9454                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
9455                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
9456         },
9457         {
9458                 .name = "weight.nice",
9459                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9460                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
9461                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
9462         },
9463 #endif
9464 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9465         {
9466                 .name = "max",
9467                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9468                 .seq_show = cpu_max_show,
9469                 .write = cpu_max_write,
9470         },
9471 #endif
9472 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9473         {
9474                 .name = "uclamp.min",
9475                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9476                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
9477                 .write = cpu_uclamp_min_write,
9478         },
9479         {
9480                 .name = "uclamp.max",
9481                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
9482                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
9483                 .write = cpu_uclamp_max_write,
9484         },
9485 #endif
9486         { }     /* terminate */
9487 };
9488
9489 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
9490         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
9491         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
9492         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
9493         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
9494         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
9495         .fork           = cpu_cgroup_fork,
9496         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
9497         .attach         = cpu_cgroup_attach,
9498         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
9499         .dfl_cftypes    = cpu_files,
9500         .early_init     = true,
9501         .threaded       = true,
9502 };
9503
9504 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9505
9506 void dump_cpu_task(int cpu)
9507 {
9508         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
9509         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
9510 }
9511
9512 /*
9513  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
9514  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
9515  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
9516  * that remained on nice 0.
9517  *
9518  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
9519  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
9520  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
9521  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
9522  * the relative distance between them is ~25%.)
9523  */
9524 const int sched_prio_to_weight[40] = {
9525  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
9526  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
9527  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
9528  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
9529  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
9530  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
9531  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
9532  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
9533 };
9534
9535 /*
9536  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
9537  *
9538  * In cases where the weight does not change often, we can use the
9539  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
9540  * into multiplications:
9541  */
9542 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
9543  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
9544  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
9545  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
9546  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
9547  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
9548  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
9549  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
9550  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
9551 };
9552
9553 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
9554 {
9555         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
9556 }