sched: Don't defer CPU pick to migration_cpu_stop()
[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 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
88
89 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
90
91 /* kernel prio, less is more */
92 static inline int __task_prio(struct task_struct *p)
93 {
94         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
95                 return -2;
96
97         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
98                 return p->prio; /* [-1, 99] */
99
100         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
101                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
102
103         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
104 }
105
106 /*
107  * l(a,b)
108  * le(a,b) := !l(b,a)
109  * g(a,b)  := l(b,a)
110  * ge(a,b) := !l(a,b)
111  */
112
113 /* real prio, less is less */
114 static inline bool prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
115 {
116
117         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
118
119         if (-pa < -pb)
120                 return true;
121
122         if (-pb < -pa)
123                 return false;
124
125         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
126                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
127
128         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
129                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
130
131         return false;
132 }
133
134 static inline bool __sched_core_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
135 {
136         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
137                 return true;
138
139         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
140                 return false;
141
142         /* flip prio, so high prio is leftmost */
143         if (prio_less(b, a, task_rq(a)->core->core_forceidle))
144                 return true;
145
146         return false;
147 }
148
149 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
150
151 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
152 {
153         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
154 }
155
156 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
157 {
158         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
159         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
160
161         if (cookie < p->core_cookie)
162                 return -1;
163
164         if (cookie > p->core_cookie)
165                 return 1;
166
167         return 0;
168 }
169
170 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
171 {
172         rq->core->core_task_seq++;
173
174         if (!p->core_cookie)
175                 return;
176
177         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
178 }
179
180 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
181 {
182         rq->core->core_task_seq++;
183
184         if (!sched_core_enqueued(p))
185                 return;
186
187         rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
188         RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
189 }
190
191 /*
192  * Find left-most (aka, highest priority) task matching @cookie.
193  */
194 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
195 {
196         struct rb_node *node;
197
198         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
199         /*
200          * The idle task always matches any cookie!
201          */
202         if (!node)
203                 return idle_sched_class.pick_task(rq);
204
205         return __node_2_sc(node);
206 }
207
208 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
209 {
210         struct rb_node *node = &p->core_node;
211
212         node = rb_next(node);
213         if (!node)
214                 return NULL;
215
216         p = container_of(node, struct task_struct, core_node);
217         if (p->core_cookie != cookie)
218                 return NULL;
219
220         return p;
221 }
222
223 /*
224  * Magic required such that:
225  *
226  *      raw_spin_rq_lock(rq);
227  *      ...
228  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
229  *
230  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
231  * always agree on what rq has what lock.
232  *
233  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
234  */
235
236 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
237 static atomic_t sched_core_count;
238 static struct cpumask sched_core_mask;
239
240 static void __sched_core_flip(bool enabled)
241 {
242         int cpu, t, i;
243
244         cpus_read_lock();
245
246         /*
247          * Toggle the online cores, one by one.
248          */
249         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
250         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
251                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
252
253                 i = 0;
254                 local_irq_disable();
255                 for_each_cpu(t, smt_mask) {
256                         /* supports up to SMT8 */
257                         raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
258                 }
259
260                 for_each_cpu(t, smt_mask)
261                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
262
263                 for_each_cpu(t, smt_mask)
264                         raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
265                 local_irq_enable();
266
267                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
268         }
269
270         /*
271          * Toggle the offline CPUs.
272          */
273         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_possible_mask);
274         cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, cpu_online_mask);
275
276         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask)
277                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
278
279         cpus_read_unlock();
280 }
281
282 static void sched_core_assert_empty(void)
283 {
284         int cpu;
285
286         for_each_possible_cpu(cpu)
287                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
288 }
289
290 static void __sched_core_enable(void)
291 {
292         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
293         /*
294          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
295          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
296          */
297         synchronize_rcu();
298         __sched_core_flip(true);
299         sched_core_assert_empty();
300 }
301
302 static void __sched_core_disable(void)
303 {
304         sched_core_assert_empty();
305         __sched_core_flip(false);
306         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
307 }
308
309 void sched_core_get(void)
310 {
311         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
312                 return;
313
314         mutex_lock(&sched_core_mutex);
315         if (!atomic_read(&sched_core_count))
316                 __sched_core_enable();
317
318         smp_mb__before_atomic();
319         atomic_inc(&sched_core_count);
320         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
321 }
322
323 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
324 {
325         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
326                 __sched_core_disable();
327                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
328         }
329 }
330
331 void sched_core_put(void)
332 {
333         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
334
335         /*
336          * "There can be only one"
337          *
338          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
339          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
340          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
341          */
342         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
343                 schedule_work(&_work);
344 }
345
346 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
347
348 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
349 static inline void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
350
351 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
352
353 /*
354  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
355  * default: 0.95s
356  */
357 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
358
359
360 /*
361  * Serialization rules:
362  *
363  * Lock order:
364  *
365  *   p->pi_lock
366  *     rq->lock
367  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
368  *
369  *  rq1->lock
370  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
371  *
372  * Regular state:
373  *
374  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
375  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
376  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
377  * to run next.
378  *
379  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
380  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
381  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
382  * ttwu_queue_wakelist() ]
383  *
384  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
385  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
386  *
387  * Special state:
388  *
389  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
390  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
391  * stable while holding either lock:
392  *
393  *  - sched_setaffinity()/
394  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
395  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
396  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
397  *                              p->se.load, p->rt_priority,
398  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
399  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
400  *  - sched_move_task()/
401  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
402  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
403  *
404  * p->state <- TASK_*:
405  *
406  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
407  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
408  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
409  *   concurrent self.
410  *
411  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
412  *
413  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
414  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
415  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
416  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
417  *
418  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
419  *
420  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
421  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
422  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
423  *
424  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
425  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
426  *
427  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
428  *
429  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
430  *
431  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
432  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
433  *
434  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
435  *
436  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
437  *
438  *  - for migration called under rq->lock:
439  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
440  *
441  *    o move_queued_task()
442  *    o detach_task()
443  *
444  *  - for migration called under double_rq_lock():
445  *
446  *    o __migrate_swap_task()
447  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
448  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
449  *    o dl_task_offline_migration()
450  *
451  */
452
453 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
454 {
455         raw_spinlock_t *lock;
456
457         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
458         preempt_disable();
459         if (sched_core_disabled()) {
460                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
461                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
462                 preempt_enable_no_resched();
463                 return;
464         }
465
466         for (;;) {
467                 lock = __rq_lockp(rq);
468                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
469                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
470                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
471                         preempt_enable_no_resched();
472                         return;
473                 }
474                 raw_spin_unlock(lock);
475         }
476 }
477
478 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
479 {
480         raw_spinlock_t *lock;
481         bool ret;
482
483         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
484         preempt_disable();
485         if (sched_core_disabled()) {
486                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
487                 preempt_enable();
488                 return ret;
489         }
490
491         for (;;) {
492                 lock = __rq_lockp(rq);
493                 ret = raw_spin_trylock(lock);
494                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
495                         preempt_enable();
496                         return ret;
497                 }
498                 raw_spin_unlock(lock);
499         }
500 }
501
502 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
503 {
504         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
505 }
506
507 #ifdef CONFIG_SMP
508 /*
509  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
510  */
511 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
512 {
513         lockdep_assert_irqs_disabled();
514
515         if (rq_order_less(rq2, rq1))
516                 swap(rq1, rq2);
517
518         raw_spin_rq_lock(rq1);
519         if (__rq_lockp(rq1) == __rq_lockp(rq2))
520                 return;
521
522         raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
523 }
524 #endif
525
526 /*
527  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
528  */
529 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
530         __acquires(rq->lock)
531 {
532         struct rq *rq;
533
534         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
535
536         for (;;) {
537                 rq = task_rq(p);
538                 raw_spin_rq_lock(rq);
539                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
540                         rq_pin_lock(rq, rf);
541                         return rq;
542                 }
543                 raw_spin_rq_unlock(rq);
544
545                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
546                         cpu_relax();
547         }
548 }
549
550 /*
551  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
552  */
553 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
554         __acquires(p->pi_lock)
555         __acquires(rq->lock)
556 {
557         struct rq *rq;
558
559         for (;;) {
560                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
561                 rq = task_rq(p);
562                 raw_spin_rq_lock(rq);
563                 /*
564                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
565                  *
566                  *      ACQUIRE (rq->lock)
567                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
568                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
569                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
570                  *                                      [L] ->on_rq
571                  *      RELEASE (rq->lock)
572                  *
573                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
574                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
575                  *
576                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
577                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
578                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
579                  */
580                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
581                         rq_pin_lock(rq, rf);
582                         return rq;
583                 }
584                 raw_spin_rq_unlock(rq);
585                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
586
587                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
588                         cpu_relax();
589         }
590 }
591
592 /*
593  * RQ-clock updating methods:
594  */
595
596 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
597 {
598 /*
599  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
600  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
601  */
602         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
603
604 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
605         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
606
607         /*
608          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
609          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
610          * {soft,}irq region.
611          *
612          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
613          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
614          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
615          * monotonic.
616          *
617          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
618          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
619          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
620          * atomic ops.
621          */
622         if (irq_delta > delta)
623                 irq_delta = delta;
624
625         rq->prev_irq_time += irq_delta;
626         delta -= irq_delta;
627 #endif
628 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
629         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
630                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
631                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
632
633                 if (unlikely(steal > delta))
634                         steal = delta;
635
636                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
637                 delta -= steal;
638         }
639 #endif
640
641         rq->clock_task += delta;
642
643 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
644         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
645                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
646 #endif
647         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
648 }
649
650 void update_rq_clock(struct rq *rq)
651 {
652         s64 delta;
653
654         lockdep_assert_rq_held(rq);
655
656         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
657                 return;
658
659 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
660         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
661                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
662         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
663 #endif
664
665         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
666         if (delta < 0)
667                 return;
668         rq->clock += delta;
669         update_rq_clock_task(rq, delta);
670 }
671
672 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
673 /*
674  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
675  */
676
677 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
678 {
679         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
680                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
681 }
682
683 /*
684  * High-resolution timer tick.
685  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
686  */
687 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
688 {
689         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
690         struct rq_flags rf;
691
692         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
693
694         rq_lock(rq, &rf);
695         update_rq_clock(rq);
696         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
697         rq_unlock(rq, &rf);
698
699         return HRTIMER_NORESTART;
700 }
701
702 #ifdef CONFIG_SMP
703
704 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
705 {
706         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
707         ktime_t time = rq->hrtick_time;
708
709         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
710 }
711
712 /*
713  * called from hardirq (IPI) context
714  */
715 static void __hrtick_start(void *arg)
716 {
717         struct rq *rq = arg;
718         struct rq_flags rf;
719
720         rq_lock(rq, &rf);
721         __hrtick_restart(rq);
722         rq_unlock(rq, &rf);
723 }
724
725 /*
726  * Called to set the hrtick timer state.
727  *
728  * called with rq->lock held and irqs disabled
729  */
730 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
731 {
732         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
733         s64 delta;
734
735         /*
736          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
737          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
738          */
739         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
740         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
741
742         if (rq == this_rq())
743                 __hrtick_restart(rq);
744         else
745                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
746 }
747
748 #else
749 /*
750  * Called to set the hrtick timer state.
751  *
752  * called with rq->lock held and irqs disabled
753  */
754 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
755 {
756         /*
757          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
758          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
759          */
760         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
761         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
762                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
763 }
764
765 #endif /* CONFIG_SMP */
766
767 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
768 {
769 #ifdef CONFIG_SMP
770         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
771 #endif
772         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
773         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
774 }
775 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
776 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
777 {
778 }
779
780 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
781 {
782 }
783 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
784
785 /*
786  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
787  */
788 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
789         ({                                                              \
790                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
791                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
792                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
793                                                                         \
794                 for (;;) {                                              \
795                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
796                         if (_old == _val)                               \
797                                 break;                                  \
798                         _val = _old;                                    \
799                 }                                                       \
800         _old;                                                           \
801 })
802
803 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
804 /*
805  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
806  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
807  * spurious IPIs.
808  */
809 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
810 {
811         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
812         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
813 }
814
815 /*
816  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
817  *
818  * If this returns true, then the idle task promises to call
819  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
820  */
821 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
822 {
823         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
824         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
825
826         for (;;) {
827                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
828                         return false;
829                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
830                         return true;
831                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
832                 if (old == val)
833                         break;
834                 val = old;
835         }
836         return true;
837 }
838
839 #else
840 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
841 {
842         set_tsk_need_resched(p);
843         return true;
844 }
845
846 #ifdef CONFIG_SMP
847 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
848 {
849         return false;
850 }
851 #endif
852 #endif
853
854 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
855 {
856         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
857
858         /*
859          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
860          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
861          * wakeup due to that.
862          *
863          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
864          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
865          */
866         smp_mb__before_atomic();
867         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
868                 return false;
869
870         /*
871          * The head is context local, there can be no concurrency.
872          */
873         *head->lastp = node;
874         head->lastp = &node->next;
875         return true;
876 }
877
878 /**
879  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
880  * @head: the wake_q_head to add @task to
881  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
882  *
883  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
884  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
885  * instantly.
886  *
887  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
888  * must be ready to be woken at this location.
889  */
890 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
891 {
892         if (__wake_q_add(head, task))
893                 get_task_struct(task);
894 }
895
896 /**
897  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
898  * @head: the wake_q_head to add @task to
899  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
900  *
901  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
902  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
903  * instantly.
904  *
905  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
906  * must be ready to be woken at this location.
907  *
908  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
909  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
910  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
911  * queued for wakeup.
912  */
913 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
914 {
915         if (!__wake_q_add(head, task))
916                 put_task_struct(task);
917 }
918
919 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
920 {
921         struct wake_q_node *node = head->first;
922
923         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
924                 struct task_struct *task;
925
926                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
927                 /* Task can safely be re-inserted now: */
928                 node = node->next;
929                 task->wake_q.next = NULL;
930
931                 /*
932                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
933                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
934                  */
935                 wake_up_process(task);
936                 put_task_struct(task);
937         }
938 }
939
940 /*
941  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
942  *
943  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
944  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
945  * the target CPU.
946  */
947 void resched_curr(struct rq *rq)
948 {
949         struct task_struct *curr = rq->curr;
950         int cpu;
951
952         lockdep_assert_rq_held(rq);
953
954         if (test_tsk_need_resched(curr))
955                 return;
956
957         cpu = cpu_of(rq);
958
959         if (cpu == smp_processor_id()) {
960                 set_tsk_need_resched(curr);
961                 set_preempt_need_resched();
962                 return;
963         }
964
965         if (set_nr_and_not_polling(curr))
966                 smp_send_reschedule(cpu);
967         else
968                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
969 }
970
971 void resched_cpu(int cpu)
972 {
973         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
974         unsigned long flags;
975
976         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
977         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
978                 resched_curr(rq);
979         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
980 }
981
982 #ifdef CONFIG_SMP
983 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
984 /*
985  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
986  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
987  *
988  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
989  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
990  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
991  */
992 int get_nohz_timer_target(void)
993 {
994         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
995         struct sched_domain *sd;
996
997         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
998                 if (!idle_cpu(cpu))
999                         return cpu;
1000                 default_cpu = cpu;
1001         }
1002
1003         rcu_read_lock();
1004         for_each_domain(cpu, sd) {
1005                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
1006                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
1007                         if (cpu == i)
1008                                 continue;
1009
1010                         if (!idle_cpu(i)) {
1011                                 cpu = i;
1012                                 goto unlock;
1013                         }
1014                 }
1015         }
1016
1017         if (default_cpu == -1)
1018                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
1019         cpu = default_cpu;
1020 unlock:
1021         rcu_read_unlock();
1022         return cpu;
1023 }
1024
1025 /*
1026  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1027  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1028  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1029  * idle system the next event might even be infinite time into the
1030  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1031  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1032  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1033  * wheel for the next timer event.
1034  */
1035 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1036 {
1037         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1038
1039         if (cpu == smp_processor_id())
1040                 return;
1041
1042         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1043                 smp_send_reschedule(cpu);
1044         else
1045                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1046 }
1047
1048 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1049 {
1050         /*
1051          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1052          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1053          * If needed we can still optimize that later with an
1054          * empty IRQ.
1055          */
1056         if (cpu_is_offline(cpu))
1057                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1058         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1059                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1060                     tick_nohz_tick_stopped())
1061                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1062                 return true;
1063         }
1064
1065         return false;
1066 }
1067
1068 /*
1069  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1070  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1071  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1072  */
1073 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1074 {
1075         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1076                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1077 }
1078
1079 static void nohz_csd_func(void *info)
1080 {
1081         struct rq *rq = info;
1082         int cpu = cpu_of(rq);
1083         unsigned int flags;
1084
1085         /*
1086          * Release the rq::nohz_csd.
1087          */
1088         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1089         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1090
1091         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1092         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1093                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1094                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1095         }
1096 }
1097
1098 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1099
1100 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1101 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1102 {
1103         int fifo_nr_running;
1104
1105         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1106         if (rq->dl.dl_nr_running)
1107                 return false;
1108
1109         /*
1110          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1111          * actual RR behaviour.
1112          */
1113         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1114                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1115                         return true;
1116                 else
1117                         return false;
1118         }
1119
1120         /*
1121          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1122          * forced preemption between FIFO tasks.
1123          */
1124         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1125         if (fifo_nr_running)
1126                 return true;
1127
1128         /*
1129          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1130          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1131          * preemption.
1132          */
1133         if (rq->nr_running > 1)
1134                 return false;
1135
1136         return true;
1137 }
1138 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1139 #endif /* CONFIG_SMP */
1140
1141 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1142                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1143 /*
1144  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1145  * node and @up when leaving it for the final time.
1146  *
1147  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1148  */
1149 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1150                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1151 {
1152         struct task_group *parent, *child;
1153         int ret;
1154
1155         parent = from;
1156
1157 down:
1158         ret = (*down)(parent, data);
1159         if (ret)
1160                 goto out;
1161         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1162                 parent = child;
1163                 goto down;
1164
1165 up:
1166                 continue;
1167         }
1168         ret = (*up)(parent, data);
1169         if (ret || parent == from)
1170                 goto out;
1171
1172         child = parent;
1173         parent = parent->parent;
1174         if (parent)
1175                 goto up;
1176 out:
1177         return ret;
1178 }
1179
1180 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1181 {
1182         return 0;
1183 }
1184 #endif
1185
1186 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1187 {
1188         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1189         struct load_weight *load = &p->se.load;
1190
1191         /*
1192          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1193          */
1194         if (task_has_idle_policy(p)) {
1195                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1196                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1197                 return;
1198         }
1199
1200         /*
1201          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1202          * weight
1203          */
1204         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1205                 reweight_task(p, prio);
1206         } else {
1207                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1208                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1209         }
1210 }
1211
1212 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1213 /*
1214  * Serializes updates of utilization clamp values
1215  *
1216  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1217  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1218  * support enqueue/dequeue operations.
1219  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1220  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1221  * updates or API abuses.
1222  */
1223 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1224
1225 /* Max allowed minimum utilization */
1226 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1227
1228 /* Max allowed maximum utilization */
1229 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1230
1231 /*
1232  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1233  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1234  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1235  *
1236  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1237  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1238  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1239  * battery life.
1240  *
1241  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1242  *
1243  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1244  * above.
1245  */
1246 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1247
1248 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1249 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1250
1251 /*
1252  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1253  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1254  * enqueue/dequeue_task().
1255  *
1256  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1257  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1258  *
1259  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1260  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1261  * functionality.
1262  *
1263  * The knobs that would enable this static key are:
1264  *
1265  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1266  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1267  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1268  */
1269 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1270
1271 /* Integer rounded range for each bucket */
1272 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1273
1274 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1275         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1276
1277 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1278 {
1279         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1280 }
1281
1282 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1283 {
1284         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1285                 return 0;
1286         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1287 }
1288
1289 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1290                                  unsigned int value, bool user_defined)
1291 {
1292         uc_se->value = value;
1293         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1294         uc_se->user_defined = user_defined;
1295 }
1296
1297 static inline unsigned int
1298 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1299                   unsigned int clamp_value)
1300 {
1301         /*
1302          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1303          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1304          * max-clamp.
1305          */
1306         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1307                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1308                 return clamp_value;
1309         }
1310
1311         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1312 }
1313
1314 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1315                                      unsigned int clamp_value)
1316 {
1317         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1318         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1319                 return;
1320
1321         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
1322 }
1323
1324 static inline
1325 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1326                                    unsigned int clamp_value)
1327 {
1328         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1329         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1330
1331         /*
1332          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1333          * top most bucket with tasks in.
1334          */
1335         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1336                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1337                         continue;
1338                 return bucket[bucket_id].value;
1339         }
1340
1341         /* No tasks -- default clamp values */
1342         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1343 }
1344
1345 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1346 {
1347         unsigned int default_util_min;
1348         struct uclamp_se *uc_se;
1349
1350         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1351
1352         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1353
1354         /* Only sync if user didn't override the default */
1355         if (uc_se->user_defined)
1356                 return;
1357
1358         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1359         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1360 }
1361
1362 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1363 {
1364         struct rq_flags rf;
1365         struct rq *rq;
1366
1367         if (!rt_task(p))
1368                 return;
1369
1370         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1371         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1372         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1373         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1374 }
1375
1376 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1377 {
1378         struct task_struct *g, *p;
1379
1380         /*
1381          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1382          *                                        uclamp_min_rt = X;
1383          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1384          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1385          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1386          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1387          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1388          *
1389          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1390          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1391          * task.
1392          */
1393         read_lock(&tasklist_lock);
1394         smp_mb__after_spinlock();
1395         read_unlock(&tasklist_lock);
1396
1397         rcu_read_lock();
1398         for_each_process_thread(g, p)
1399                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1400         rcu_read_unlock();
1401 }
1402
1403 static inline struct uclamp_se
1404 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1405 {
1406         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1407 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1408
1409         /*
1410          * Tasks in autogroups or root task group will be
1411          * restricted by system defaults.
1412          */
1413         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1414                 return uc_req;
1415         if (task_group(p) == &root_task_group)
1416                 return uc_req;
1417
1418         switch (clamp_id) {
1419         case UCLAMP_MIN: {
1420                 struct uclamp_se uc_min = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
1421                 if (uc_req.value < uc_min.value)
1422                         return uc_min;
1423                 break;
1424         }
1425         case UCLAMP_MAX: {
1426                 struct uclamp_se uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
1427                 if (uc_req.value > uc_max.value)
1428                         return uc_max;
1429                 break;
1430         }
1431         default:
1432                 WARN_ON_ONCE(1);
1433                 break;
1434         }
1435 #endif
1436
1437         return uc_req;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1442  * priority:
1443  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1444  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1445  *   group or in an autogroup
1446  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1447  */
1448 static inline struct uclamp_se
1449 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1450 {
1451         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1452         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1453
1454         /* System default restrictions always apply */
1455         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1456                 return uc_max;
1457
1458         return uc_req;
1459 }
1460
1461 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1462 {
1463         struct uclamp_se uc_eff;
1464
1465         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1466         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1467                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1468
1469         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1470
1471         return (unsigned long)uc_eff.value;
1472 }
1473
1474 /*
1475  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1476  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1477  * updates the rq's clamp value if required.
1478  *
1479  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1480  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1481  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1482  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1483  */
1484 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1485                                     enum uclamp_id clamp_id)
1486 {
1487         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1488         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1489         struct uclamp_bucket *bucket;
1490
1491         lockdep_assert_rq_held(rq);
1492
1493         /* Update task effective clamp */
1494         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1495
1496         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1497         bucket->tasks++;
1498         uc_se->active = true;
1499
1500         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1501
1502         /*
1503          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1504          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1505          */
1506         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1507                 bucket->value = uc_se->value;
1508
1509         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1510                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1511 }
1512
1513 /*
1514  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1515  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1516  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1517  *
1518  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1519  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1520  * enforce the expected state and warn.
1521  */
1522 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1523                                     enum uclamp_id clamp_id)
1524 {
1525         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1526         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1527         struct uclamp_bucket *bucket;
1528         unsigned int bkt_clamp;
1529         unsigned int rq_clamp;
1530
1531         lockdep_assert_rq_held(rq);
1532
1533         /*
1534          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1535          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1536          *
1537          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1538          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1539          * here.
1540          *
1541          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1542          * problem too
1543          *
1544          *      enqueue(taskA)
1545          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1546          *      enqueue(taskB)
1547          *      dequeue(taskA)
1548          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1549          *      dequeue(taskB)
1550          *
1551          * where we could end up with stale data in uc_se and
1552          * bucket[uc_se->bucket_id].
1553          *
1554          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1555          */
1556         if (unlikely(!uc_se->active))
1557                 return;
1558
1559         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1560
1561         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1562         if (likely(bucket->tasks))
1563                 bucket->tasks--;
1564
1565         uc_se->active = false;
1566
1567         /*
1568          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1569          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1570          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1571          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1572          */
1573         if (likely(bucket->tasks))
1574                 return;
1575
1576         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1577         /*
1578          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1579          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1580          */
1581         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1582         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1583                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1584                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1585         }
1586 }
1587
1588 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1589 {
1590         enum uclamp_id clamp_id;
1591
1592         /*
1593          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1594          *
1595          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1596          * sched_uclamp_used is disabled.
1597          */
1598         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1599                 return;
1600
1601         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1602                 return;
1603
1604         for_each_clamp_id(clamp_id)
1605                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1606
1607         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1608         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1609                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1610 }
1611
1612 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1613 {
1614         enum uclamp_id clamp_id;
1615
1616         /*
1617          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1618          *
1619          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1620          * sched_uclamp_used is disabled.
1621          */
1622         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1623                 return;
1624
1625         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1626                 return;
1627
1628         for_each_clamp_id(clamp_id)
1629                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1630 }
1631
1632 static inline void
1633 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1634 {
1635         struct rq_flags rf;
1636         struct rq *rq;
1637
1638         /*
1639          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1640          *
1641          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1642          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1643          * enqueues, dequeues and migration operations.
1644          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1645          */
1646         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1647
1648         /*
1649          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1650          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1651          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1652          * it will already see the updated clamp bucket value.
1653          */
1654         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1655                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1656                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1657         }
1658
1659         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1660 }
1661
1662 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1663 static inline void
1664 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1665                            unsigned int clamps)
1666 {
1667         enum uclamp_id clamp_id;
1668         struct css_task_iter it;
1669         struct task_struct *p;
1670
1671         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1672         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1673                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1674                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1675                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1676                 }
1677         }
1678         css_task_iter_end(&it);
1679 }
1680
1681 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1682 static void uclamp_update_root_tg(void)
1683 {
1684         struct task_group *tg = &root_task_group;
1685
1686         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1687                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1688         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1689                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1690
1691         rcu_read_lock();
1692         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1693         rcu_read_unlock();
1694 }
1695 #else
1696 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1697 #endif
1698
1699 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1700                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1701 {
1702         bool update_root_tg = false;
1703         int old_min, old_max, old_min_rt;
1704         int result;
1705
1706         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1707         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1708         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1709         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1710
1711         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1712         if (result)
1713                 goto undo;
1714         if (!write)
1715                 goto done;
1716
1717         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1718             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1719             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1720
1721                 result = -EINVAL;
1722                 goto undo;
1723         }
1724
1725         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1726                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1727                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1728                 update_root_tg = true;
1729         }
1730         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1731                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1732                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1733                 update_root_tg = true;
1734         }
1735
1736         if (update_root_tg) {
1737                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1738                 uclamp_update_root_tg();
1739         }
1740
1741         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1742                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1743                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1744         }
1745
1746         /*
1747          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1748          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1749          * task enqueue time.
1750          */
1751
1752         goto done;
1753
1754 undo:
1755         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1756         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1757         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1758 done:
1759         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1760
1761         return result;
1762 }
1763
1764 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1765                            const struct sched_attr *attr)
1766 {
1767         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1768         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1769
1770         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1771                 util_min = attr->sched_util_min;
1772
1773                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1774                         return -EINVAL;
1775         }
1776
1777         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1778                 util_max = attr->sched_util_max;
1779
1780                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1781                         return -EINVAL;
1782         }
1783
1784         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1785                 return -EINVAL;
1786
1787         /*
1788          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1789          *
1790          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1791          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1792          * scheduler locks.
1793          */
1794         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1795
1796         return 0;
1797 }
1798
1799 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1800                          enum uclamp_id clamp_id,
1801                          struct uclamp_se *uc_se)
1802 {
1803         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1804         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1805             !uc_se->user_defined)
1806                 return true;
1807
1808         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1809         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1810             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1811             attr->sched_util_min == -1) {
1812                 return true;
1813         }
1814
1815         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1816             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1817             attr->sched_util_max == -1) {
1818                 return true;
1819         }
1820
1821         return false;
1822 }
1823
1824 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1825                                   const struct sched_attr *attr)
1826 {
1827         enum uclamp_id clamp_id;
1828
1829         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1830                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1831                 unsigned int value;
1832
1833                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1834                         continue;
1835
1836                 /*
1837                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1838                  * at runtime.
1839                  */
1840                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1841                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1842                 else
1843                         value = uclamp_none(clamp_id);
1844
1845                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1846
1847         }
1848
1849         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1850                 return;
1851
1852         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1853             attr->sched_util_min != -1) {
1854                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1855                               attr->sched_util_min, true);
1856         }
1857
1858         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1859             attr->sched_util_max != -1) {
1860                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1861                               attr->sched_util_max, true);
1862         }
1863 }
1864
1865 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1866 {
1867         enum uclamp_id clamp_id;
1868
1869         /*
1870          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1871          * as the task is still at its early fork stages.
1872          */
1873         for_each_clamp_id(clamp_id)
1874                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1875
1876         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1877                 return;
1878
1879         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1880                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1881                               uclamp_none(clamp_id), false);
1882         }
1883 }
1884
1885 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1886 {
1887         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1888 }
1889
1890 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1891 {
1892         enum uclamp_id clamp_id;
1893         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1894
1895         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1896                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1897                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1898                 };
1899         }
1900
1901         rq->uclamp_flags = 0;
1902 }
1903
1904 static void __init init_uclamp(void)
1905 {
1906         struct uclamp_se uc_max = {};
1907         enum uclamp_id clamp_id;
1908         int cpu;
1909
1910         for_each_possible_cpu(cpu)
1911                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1912
1913         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1914                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1915                               uclamp_none(clamp_id), false);
1916         }
1917
1918         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1919         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1920         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1921                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1922 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1923                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1924                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1925 #endif
1926         }
1927 }
1928
1929 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1930 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1931 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1932 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1933                                   const struct sched_attr *attr)
1934 {
1935         return -EOPNOTSUPP;
1936 }
1937 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1938                                   const struct sched_attr *attr) { }
1939 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1940 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1941 static inline void init_uclamp(void) { }
1942 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1943
1944 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1945 {
1946         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1947                 update_rq_clock(rq);
1948
1949         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1950                 sched_info_enqueue(rq, p);
1951                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1952         }
1953
1954         uclamp_rq_inc(rq, p);
1955         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1956
1957         if (sched_core_enabled(rq))
1958                 sched_core_enqueue(rq, p);
1959 }
1960
1961 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1962 {
1963         if (sched_core_enabled(rq))
1964                 sched_core_dequeue(rq, p);
1965
1966         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1967                 update_rq_clock(rq);
1968
1969         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1970                 sched_info_dequeue(rq, p);
1971                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1972         }
1973
1974         uclamp_rq_dec(rq, p);
1975         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1976 }
1977
1978 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1979 {
1980         enqueue_task(rq, p, flags);
1981
1982         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1983 }
1984
1985 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1986 {
1987         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1988
1989         dequeue_task(rq, p, flags);
1990 }
1991
1992 /*
1993  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1994  */
1995 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1996 {
1997         return p->static_prio;
1998 }
1999
2000 /*
2001  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2002  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2003  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2004  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2005  * estimator recalculates.
2006  */
2007 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2008 {
2009         int prio;
2010
2011         if (task_has_dl_policy(p))
2012                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
2013         else if (task_has_rt_policy(p))
2014                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
2015         else
2016                 prio = __normal_prio(p);
2017         return prio;
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2022  * taken into account by the scheduler. This value might
2023  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2024  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2025  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2026  */
2027 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2028 {
2029         p->normal_prio = normal_prio(p);
2030         /*
2031          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2032          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2033          * to the normal priority:
2034          */
2035         if (!rt_prio(p->prio))
2036                 return p->normal_prio;
2037         return p->prio;
2038 }
2039
2040 /**
2041  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2042  * @p: the task in question.
2043  *
2044  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2045  */
2046 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2047 {
2048         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2049 }
2050
2051 /*
2052  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2053  * use the balance_callback list if you want balancing.
2054  *
2055  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2056  * balance_callback().
2057  */
2058 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2059                                        const struct sched_class *prev_class,
2060                                        int oldprio)
2061 {
2062         if (prev_class != p->sched_class) {
2063                 if (prev_class->switched_from)
2064                         prev_class->switched_from(rq, p);
2065
2066                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2067         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2068                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2069 }
2070
2071 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2072 {
2073         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2074                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2075         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
2076                 resched_curr(rq);
2077
2078         /*
2079          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2080          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2081          */
2082         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2083                 rq_clock_skip_update(rq);
2084 }
2085
2086 #ifdef CONFIG_SMP
2087
2088 static void
2089 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
2090
2091 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2092                                   const struct cpumask *new_mask,
2093                                   u32 flags);
2094
2095 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2096 {
2097         if (likely(!p->migration_disabled))
2098                 return;
2099
2100         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2101                 return;
2102
2103         /*
2104          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2105          */
2106         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
2107 }
2108
2109 void migrate_disable(void)
2110 {
2111         struct task_struct *p = current;
2112
2113         if (p->migration_disabled) {
2114                 p->migration_disabled++;
2115                 return;
2116         }
2117
2118         preempt_disable();
2119         this_rq()->nr_pinned++;
2120         p->migration_disabled = 1;
2121         preempt_enable();
2122 }
2123 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2124
2125 void migrate_enable(void)
2126 {
2127         struct task_struct *p = current;
2128
2129         if (p->migration_disabled > 1) {
2130                 p->migration_disabled--;
2131                 return;
2132         }
2133
2134         /*
2135          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2136          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2137          */
2138         preempt_disable();
2139         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2140                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
2141         /*
2142          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2143          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2144          * select_fallback_rq) get confused.
2145          */
2146         barrier();
2147         p->migration_disabled = 0;
2148         this_rq()->nr_pinned--;
2149         preempt_enable();
2150 }
2151 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2152
2153 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2154 {
2155         return rq->nr_pinned;
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2160  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2161  */
2162 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2163 {
2164         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2165         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2166                 return false;
2167
2168         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2169         if (is_migration_disabled(p))
2170                 return cpu_online(cpu);
2171
2172         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2173         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2174                 return cpu_active(cpu);
2175
2176         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2177         if (kthread_is_per_cpu(p))
2178                 return cpu_online(cpu);
2179
2180         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2181         if (cpu_dying(cpu))
2182                 return false;
2183
2184         /* But are allowed during online. */
2185         return cpu_online(cpu);
2186 }
2187
2188 /*
2189  * This is how migration works:
2190  *
2191  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2192  *    stop_one_cpu().
2193  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2194  *    off the CPU)
2195  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2196  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2197  *    it and puts it into the right queue.
2198  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2199  *    is done.
2200  */
2201
2202 /*
2203  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2204  *
2205  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2206  */
2207 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2208                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2209 {
2210         lockdep_assert_rq_held(rq);
2211
2212         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2213         set_task_cpu(p, new_cpu);
2214         rq_unlock(rq, rf);
2215
2216         rq = cpu_rq(new_cpu);
2217
2218         rq_lock(rq, rf);
2219         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
2220         activate_task(rq, p, 0);
2221         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2222
2223         return rq;
2224 }
2225
2226 struct migration_arg {
2227         struct task_struct              *task;
2228         int                             dest_cpu;
2229         struct set_affinity_pending     *pending;
2230 };
2231
2232 /*
2233  * @refs: number of wait_for_completion()
2234  * @stop_pending: is @stop_work in use
2235  */
2236 struct set_affinity_pending {
2237         refcount_t              refs;
2238         unsigned int            stop_pending;
2239         struct completion       done;
2240         struct cpu_stop_work    stop_work;
2241         struct migration_arg    arg;
2242 };
2243
2244 /*
2245  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2246  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2247  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2248  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2249  *
2250  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2251  * as the task is no longer on this CPU.
2252  */
2253 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2254                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2255 {
2256         /* Affinity changed (again). */
2257         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2258                 return rq;
2259
2260         update_rq_clock(rq);
2261         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2262
2263         return rq;
2264 }
2265
2266 /*
2267  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2268  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2269  * 'pushing' onto another runqueue.
2270  */
2271 static int migration_cpu_stop(void *data)
2272 {
2273         struct migration_arg *arg = data;
2274         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2275         struct task_struct *p = arg->task;
2276         struct rq *rq = this_rq();
2277         bool complete = false;
2278         struct rq_flags rf;
2279
2280         /*
2281          * The original target CPU might have gone down and we might
2282          * be on another CPU but it doesn't matter.
2283          */
2284         local_irq_save(rf.flags);
2285         /*
2286          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2287          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2288          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2289          */
2290         flush_smp_call_function_from_idle();
2291
2292         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2293         rq_lock(rq, &rf);
2294
2295         /*
2296          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2297          * p->migration_pending must have remained stable.
2298          */
2299         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2300
2301         /*
2302          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2303          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2304          * we're holding p->pi_lock.
2305          */
2306         if (task_rq(p) == rq) {
2307                 if (is_migration_disabled(p))
2308                         goto out;
2309
2310                 if (pending) {
2311                         p->migration_pending = NULL;
2312                         complete = true;
2313
2314                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2315                                 goto out;
2316                 }
2317
2318                 if (task_on_rq_queued(p))
2319                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2320                 else
2321                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2322
2323                 /*
2324                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2325                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2326                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2327                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2328                  */
2329
2330         } else if (pending) {
2331                 /*
2332                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2333                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2334                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2335                  *
2336                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2337                  * more likely.
2338                  */
2339
2340                 /*
2341                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2342                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2343                  * somewhere allowed, we're done.
2344                  */
2345                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2346                         p->migration_pending = NULL;
2347                         complete = true;
2348                         goto out;
2349                 }
2350
2351                 /*
2352                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2353                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2354                  * it.
2355                  */
2356                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2357                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2358                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2359                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2360                 return 0;
2361         }
2362 out:
2363         if (pending)
2364                 pending->stop_pending = false;
2365         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2366
2367         if (complete)
2368                 complete_all(&pending->done);
2369
2370         return 0;
2371 }
2372
2373 int push_cpu_stop(void *arg)
2374 {
2375         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2376         struct task_struct *p = arg;
2377
2378         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2379         raw_spin_rq_lock(rq);
2380
2381         if (task_rq(p) != rq)
2382                 goto out_unlock;
2383
2384         if (is_migration_disabled(p)) {
2385                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2386                 goto out_unlock;
2387         }
2388
2389         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2390
2391         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2392                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2393
2394         if (!lowest_rq)
2395                 goto out_unlock;
2396
2397         // XXX validate p is still the highest prio task
2398         if (task_rq(p) == rq) {
2399                 deactivate_task(rq, p, 0);
2400                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2401                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2402                 resched_curr(lowest_rq);
2403         }
2404
2405         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2406
2407 out_unlock:
2408         rq->push_busy = false;
2409         raw_spin_rq_unlock(rq);
2410         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2411
2412         put_task_struct(p);
2413         return 0;
2414 }
2415
2416 /*
2417  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2418  * actually call this function.
2419  */
2420 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2421 {
2422         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2423                 p->cpus_ptr = new_mask;
2424                 return;
2425         }
2426
2427         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2428         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2429 }
2430
2431 static void
2432 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2433 {
2434         struct rq *rq = task_rq(p);
2435         bool queued, running;
2436
2437         /*
2438          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2439          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2440          * p->pi_lock.
2441          *
2442          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2443          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2444          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2445          * before finish_task().
2446          *
2447          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2448          */
2449         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2450                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2451         else
2452                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2453
2454         queued = task_on_rq_queued(p);
2455         running = task_current(rq, p);
2456
2457         if (queued) {
2458                 /*
2459                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2460                  * holding rq->lock.
2461                  */
2462                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2463                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2464         }
2465         if (running)
2466                 put_prev_task(rq, p);
2467
2468         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2469
2470         if (queued)
2471                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2472         if (running)
2473                 set_next_task(rq, p);
2474 }
2475
2476 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2477 {
2478         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2479 }
2480
2481 /*
2482  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2483  *
2484  *
2485  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2486  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2487  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2488  *
2489  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2490  * Consider:
2491  *
2492  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2493  *
2494  *     P0@CPU0                  P1
2495  *
2496  *     migrate_disable();
2497  *     <preempted>
2498  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2499  *
2500  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2501  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2502  * This means we need the following scheme:
2503  *
2504  *     P0@CPU0                  P1
2505  *
2506  *     migrate_disable();
2507  *     <preempted>
2508  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2509  *                                <blocks>
2510  *     <resumes>
2511  *     migrate_enable();
2512  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2513  *       <wakes local stopper>
2514  *                         `--> <woken on migration completion>
2515  *
2516  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2517  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2518  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2519  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2520  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2521  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2522  * moment.
2523  *
2524  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2525  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2526  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2527  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2528  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2529  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2530  *
2531  *
2532  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2533  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2534  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2535  * Migrate-Disable. Consider:
2536  *
2537  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2538  *
2539  *     CPU0               P1                            P2
2540  *     <P0>
2541  *       migrate_disable();
2542  *       <preempted>
2543  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2544  *                          <blocks>
2545  *     <migration/0>
2546  *       migration_cpu_stop()
2547  *         is_migration_disabled()
2548  *           <bails>
2549  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2550  *                                                         <signal completion>
2551  *                          <awakes>
2552  *
2553  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2554  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2555  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2556  */
2557 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2558                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2559 {
2560         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2561         bool stop_pending, complete = false;
2562
2563         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2564         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2565                 struct task_struct *push_task = NULL;
2566
2567                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2568                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2569                         rq->push_busy = true;
2570                         push_task = get_task_struct(p);
2571                 }
2572
2573                 /*
2574                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2575                  * then complete now.
2576                  */
2577                 pending = p->migration_pending;
2578                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2579                         p->migration_pending = NULL;
2580                         complete = true;
2581                 }
2582
2583                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2584
2585                 if (push_task) {
2586                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2587                                             p, &rq->push_work);
2588                 }
2589
2590                 if (complete)
2591                         complete_all(&pending->done);
2592
2593                 return 0;
2594         }
2595
2596         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2597                 /* serialized by p->pi_lock */
2598                 if (!p->migration_pending) {
2599                         /* Install the request */
2600                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2601                         init_completion(&my_pending.done);
2602                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2603                                 .task = p,
2604                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2605                                 .pending = &my_pending,
2606                         };
2607
2608                         p->migration_pending = &my_pending;
2609                 } else {
2610                         pending = p->migration_pending;
2611                         refcount_inc(&pending->refs);
2612                         /*
2613                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2614                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2615                          * we risk a completion of the pending despite having a
2616                          * task on a disallowed CPU.
2617                          *
2618                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2619                          */
2620                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2621                 }
2622         }
2623         pending = p->migration_pending;
2624         /*
2625          * - !MIGRATE_ENABLE:
2626          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2627          *
2628          * - MIGRATE_ENABLE:
2629          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2630          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2631          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2632          *   pending completion.
2633          *
2634          * Either way, we really should have a @pending here.
2635          */
2636         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2637                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2638                 return -EINVAL;
2639         }
2640
2641         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
2642                 /*
2643                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2644                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2645                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2646                  */
2647                 stop_pending = pending->stop_pending;
2648                 if (!stop_pending)
2649                         pending->stop_pending = true;
2650
2651                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2652                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2653
2654                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2655
2656                 if (!stop_pending) {
2657                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2658                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2659                 }
2660
2661                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2662                         return 0;
2663         } else {
2664
2665                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2666                         if (task_on_rq_queued(p))
2667                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2668
2669                         if (!pending->stop_pending) {
2670                                 p->migration_pending = NULL;
2671                                 complete = true;
2672                         }
2673                 }
2674                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2675
2676                 if (complete)
2677                         complete_all(&pending->done);
2678         }
2679
2680         wait_for_completion(&pending->done);
2681
2682         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2683                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2684
2685         /*
2686          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2687          * have seen the completion and decremented the refcount
2688          */
2689         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2690
2691         /* ARGH */
2692         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2693
2694         return 0;
2695 }
2696
2697 /*
2698  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2699  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2700  * is removed from the allowed bitmask.
2701  *
2702  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2703  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2704  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2705  */
2706 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2707                                   const struct cpumask *new_mask,
2708                                   u32 flags)
2709 {
2710         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2711         unsigned int dest_cpu;
2712         struct rq_flags rf;
2713         struct rq *rq;
2714         int ret = 0;
2715
2716         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2717         update_rq_clock(rq);
2718
2719         if (p->flags & PF_KTHREAD || is_migration_disabled(p)) {
2720                 /*
2721                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2722                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2723                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2724                  *
2725                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2726                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2727                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2728                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2729                  */
2730                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2731         }
2732
2733         /*
2734          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2735          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2736          */
2737         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2738                 ret = -EINVAL;
2739                 goto out;
2740         }
2741
2742         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2743                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2744                         goto out;
2745
2746                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2747                                  is_migration_disabled(p) &&
2748                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2749                         ret = -EBUSY;
2750                         goto out;
2751                 }
2752         }
2753
2754         /*
2755          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2756          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2757          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2758          */
2759         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2760         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2761                 ret = -EINVAL;
2762                 goto out;
2763         }
2764
2765         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2766
2767         return affine_move_task(rq, p, &rf, dest_cpu, flags);
2768
2769 out:
2770         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2771
2772         return ret;
2773 }
2774
2775 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2776 {
2777         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2778 }
2779 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2780
2781 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2782 {
2783 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2784         /*
2785          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2786          * ttwu() will sort out the placement.
2787          */
2788         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
2789                         !p->on_rq);
2790
2791         /*
2792          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
2793          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
2794          * time relying on p->on_rq.
2795          */
2796         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
2797                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
2798                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
2799
2800 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2801         /*
2802          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2803          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2804          *
2805          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
2806          * see task_group().
2807          *
2808          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
2809          * task_rq_lock().
2810          */
2811         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
2812                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
2813 #endif
2814         /*
2815          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
2816          */
2817         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
2818
2819         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
2820 #endif
2821
2822         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2823
2824         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2825                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
2826                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
2827                 p->se.nr_migrations++;
2828                 rseq_migrate(p);
2829                 perf_event_task_migrate(p);
2830         }
2831
2832         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2833 }
2834
2835 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2836 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
2837 {
2838         if (task_on_rq_queued(p)) {
2839                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
2840                 struct rq_flags srf, drf;
2841
2842                 src_rq = task_rq(p);
2843                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
2844
2845                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
2846                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
2847
2848                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2849                 set_task_cpu(p, cpu);
2850                 activate_task(dst_rq, p, 0);
2851                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
2852
2853                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
2854                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
2855
2856         } else {
2857                 /*
2858                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
2859                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
2860                  * previous CPU our target instead of where it really is.
2861                  */
2862                 p->wake_cpu = cpu;
2863         }
2864 }
2865
2866 struct migration_swap_arg {
2867         struct task_struct *src_task, *dst_task;
2868         int src_cpu, dst_cpu;
2869 };
2870
2871 static int migrate_swap_stop(void *data)
2872 {
2873         struct migration_swap_arg *arg = data;
2874         struct rq *src_rq, *dst_rq;
2875         int ret = -EAGAIN;
2876
2877         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
2878                 return -EAGAIN;
2879
2880         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
2881         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
2882
2883         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
2884                         &arg->dst_task->pi_lock);
2885         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
2886
2887         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
2888                 goto unlock;
2889
2890         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
2891                 goto unlock;
2892
2893         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
2894                 goto unlock;
2895
2896         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
2897                 goto unlock;
2898
2899         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
2900         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
2901
2902         ret = 0;
2903
2904 unlock:
2905         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
2906         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
2907         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
2908
2909         return ret;
2910 }
2911
2912 /*
2913  * Cross migrate two tasks
2914  */
2915 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
2916                 int target_cpu, int curr_cpu)
2917 {
2918         struct migration_swap_arg arg;
2919         int ret = -EINVAL;
2920
2921         arg = (struct migration_swap_arg){
2922                 .src_task = cur,
2923                 .src_cpu = curr_cpu,
2924                 .dst_task = p,
2925                 .dst_cpu = target_cpu,
2926         };
2927
2928         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
2929                 goto out;
2930
2931         /*
2932          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
2933          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
2934          */
2935         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
2936                 goto out;
2937
2938         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
2939                 goto out;
2940
2941         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
2942                 goto out;
2943
2944         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
2945         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
2946
2947 out:
2948         return ret;
2949 }
2950 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2951
2952 /*
2953  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2954  *
2955  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2956  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2957  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2958  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2959  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2960  * @p has remained unscheduled the whole time.
2961  *
2962  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2963  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2964  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2965  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2966  * waiting to become inactive.
2967  */
2968 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2969 {
2970         int running, queued;
2971         struct rq_flags rf;
2972         unsigned long ncsw;
2973         struct rq *rq;
2974
2975         for (;;) {
2976                 /*
2977                  * We do the initial early heuristics without holding
2978                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2979                  * the runqueue lock when things look like they will
2980                  * work out!
2981                  */
2982                 rq = task_rq(p);
2983
2984                 /*
2985                  * If the task is actively running on another CPU
2986                  * still, just relax and busy-wait without holding
2987                  * any locks.
2988                  *
2989                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2990                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2991                  * But we don't care, since "task_running()" will
2992                  * return false if the runqueue has changed and p
2993                  * is actually now running somewhere else!
2994                  */
2995                 while (task_running(rq, p)) {
2996                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2997                                 return 0;
2998                         cpu_relax();
2999                 }
3000
3001                 /*
3002                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3003                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3004                  * just go back and repeat.
3005                  */
3006                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3007                 trace_sched_wait_task(p);
3008                 running = task_running(rq, p);
3009                 queued = task_on_rq_queued(p);
3010                 ncsw = 0;
3011                 if (!match_state || p->state == match_state)
3012                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3013                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3014
3015                 /*
3016                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3017                  */
3018                 if (unlikely(!ncsw))
3019                         break;
3020
3021                 /*
3022                  * Was it really running after all now that we
3023                  * checked with the proper locks actually held?
3024                  *
3025                  * Oops. Go back and try again..
3026                  */
3027                 if (unlikely(running)) {
3028                         cpu_relax();
3029                         continue;
3030                 }
3031
3032                 /*
3033                  * It's not enough that it's not actively running,
3034                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3035                  * preempted!
3036                  *
3037                  * So if it was still runnable (but just not actively
3038                  * running right now), it's preempted, and we should
3039                  * yield - it could be a while.
3040                  */
3041                 if (unlikely(queued)) {
3042                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3043
3044                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3045                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
3046                         continue;
3047                 }
3048
3049                 /*
3050                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3051                  * runnable, which means that it will never become
3052                  * running in the future either. We're all done!
3053                  */
3054                 break;
3055         }
3056
3057         return ncsw;
3058 }
3059
3060 /***
3061  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3062  * @p: the to-be-kicked thread
3063  *
3064  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3065  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3066  *
3067  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3068  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3069  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3070  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3071  * achieved as well.
3072  */
3073 void kick_process(struct task_struct *p)
3074 {
3075         int cpu;
3076
3077         preempt_disable();
3078         cpu = task_cpu(p);
3079         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3080                 smp_send_reschedule(cpu);
3081         preempt_enable();
3082 }
3083 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3084
3085 /*
3086  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3087  *
3088  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3089  *
3090  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3091  *
3092  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3093  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3094  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3095  *    see it.
3096  *
3097  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3098  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3099  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3100  *    off.
3101  *
3102  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3103  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3104  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3105  * to satisfy the above rules.
3106  */
3107 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3108 {
3109         int nid = cpu_to_node(cpu);
3110         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3111         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3112         int dest_cpu;
3113
3114         /*
3115          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3116          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3117          * select the CPU on the other node.
3118          */
3119         if (nid != -1) {
3120                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3121
3122                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3123                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3124                         if (!cpu_active(dest_cpu))
3125                                 continue;
3126                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
3127                                 return dest_cpu;
3128                 }
3129         }
3130
3131         for (;;) {
3132                 /* Any allowed, online CPU? */
3133                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3134                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3135                                 continue;
3136
3137                         goto out;
3138                 }
3139
3140                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3141                 switch (state) {
3142                 case cpuset:
3143                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
3144                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
3145                                 state = possible;
3146                                 break;
3147                         }
3148                         fallthrough;
3149                 case possible:
3150                         /*
3151                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3152                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3153                          *
3154                          * More yuck to audit.
3155                          */
3156                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
3157                         state = fail;
3158                         break;
3159
3160                 case fail:
3161                         BUG();
3162                         break;
3163                 }
3164         }
3165
3166 out:
3167         if (state != cpuset) {
3168                 /*
3169                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3170                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3171                  * leave kernel.
3172                  */
3173                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3174                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3175                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3176                 }
3177         }
3178
3179         return dest_cpu;
3180 }
3181
3182 /*
3183  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3184  */
3185 static inline
3186 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3187 {
3188         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3189
3190         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3191                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3192         else
3193                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3194
3195         /*
3196          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3197          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3198          * CPU.
3199          *
3200          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3201          *
3202          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3203          *   not worry about this generic constraint ]
3204          */
3205         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3206                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3207
3208         return cpu;
3209 }
3210
3211 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3212 {
3213         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3214         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3215         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3216
3217         if (stop) {
3218                 /*
3219                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3220                  * userspace knows about and won't get confused about.
3221                  *
3222                  * Also, it will make PI more or less work without too
3223                  * much confusion -- but then, stop work should not
3224                  * rely on PI working anyway.
3225                  */
3226                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3227
3228                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3229
3230                 /*
3231                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3232                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3233                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3234                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3235                  * around the current task.
3236                  *
3237                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3238                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3239                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3240                  * own class.
3241                  */
3242                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3243         }
3244
3245         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3246
3247         if (old_stop) {
3248                 /*
3249                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3250                  * it can die in pieces.
3251                  */
3252                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3253         }
3254 }
3255
3256 #else /* CONFIG_SMP */
3257
3258 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3259                                          const struct cpumask *new_mask,
3260                                          u32 flags)
3261 {
3262         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
3263 }
3264
3265 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3266
3267 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3268 {
3269         return false;
3270 }
3271
3272 #endif /* !CONFIG_SMP */
3273
3274 static void
3275 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3276 {
3277         struct rq *rq;
3278
3279         if (!schedstat_enabled())
3280                 return;
3281
3282         rq = this_rq();
3283
3284 #ifdef CONFIG_SMP
3285         if (cpu == rq->cpu) {
3286                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3287                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
3288         } else {
3289                 struct sched_domain *sd;
3290
3291                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
3292                 rcu_read_lock();
3293                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3294                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3295                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3296                                 break;
3297                         }
3298                 }
3299                 rcu_read_unlock();
3300         }
3301
3302         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3303                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
3304 #endif /* CONFIG_SMP */
3305
3306         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3307         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
3308
3309         if (wake_flags & WF_SYNC)
3310                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
3311 }
3312
3313 /*
3314  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3315  */
3316 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3317                            struct rq_flags *rf)
3318 {
3319         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3320         p->state = TASK_RUNNING;
3321         trace_sched_wakeup(p);
3322
3323 #ifdef CONFIG_SMP
3324         if (p->sched_class->task_woken) {
3325                 /*
3326                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3327                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3328                  */
3329                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3330                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3331                 rq_repin_lock(rq, rf);
3332         }
3333
3334         if (rq->idle_stamp) {
3335                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3336                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3337
3338                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3339
3340                 if (rq->avg_idle > max)
3341                         rq->avg_idle = max;
3342
3343                 rq->idle_stamp = 0;
3344         }
3345 #endif
3346 }
3347
3348 static void
3349 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3350                  struct rq_flags *rf)
3351 {
3352         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3353
3354         lockdep_assert_rq_held(rq);
3355
3356         if (p->sched_contributes_to_load)
3357                 rq->nr_uninterruptible--;
3358
3359 #ifdef CONFIG_SMP
3360         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3361                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3362         else
3363 #endif
3364         if (p->in_iowait) {
3365                 delayacct_blkio_end(p);
3366                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3367         }
3368
3369         activate_task(rq, p, en_flags);
3370         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3371 }
3372
3373 /*
3374  * Consider @p being inside a wait loop:
3375  *
3376  *   for (;;) {
3377  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3378  *
3379  *      if (CONDITION)
3380  *         break;
3381  *
3382  *      schedule();
3383  *   }
3384  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3385  *
3386  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3387  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3388  * an atomic manner.
3389  *
3390  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3391  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3392  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3393  * need to do a full wakeup with enqueue.
3394  *
3395  * Returns: %true when the wakeup is done,
3396  *          %false otherwise.
3397  */
3398 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3399 {
3400         struct rq_flags rf;
3401         struct rq *rq;
3402         int ret = 0;
3403
3404         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3405         if (task_on_rq_queued(p)) {
3406                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3407                 update_rq_clock(rq);
3408                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3409                 ret = 1;
3410         }
3411         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3412
3413         return ret;
3414 }
3415
3416 #ifdef CONFIG_SMP
3417 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3418 {
3419         struct llist_node *llist = arg;
3420         struct rq *rq = this_rq();
3421         struct task_struct *p, *t;
3422         struct rq_flags rf;
3423
3424         if (!llist)
3425                 return;
3426
3427         /*
3428          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3429          * Races such that false-negatives are possible, since they
3430          * are shorter lived that false-positives would be.
3431          */
3432         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3433
3434         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3435         update_rq_clock(rq);
3436
3437         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3438                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3439                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3440
3441                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3442                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3443
3444                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3445         }
3446
3447         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3448 }
3449
3450 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3451 {
3452         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3453
3454         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3455                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3456         else
3457                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3458 }
3459
3460 /*
3461  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3462  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3463  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3464  * of the wakeup instead of the waker.
3465  */
3466 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3467 {
3468         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3469
3470         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3471
3472         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3473         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3474 }
3475
3476 void wake_up_if_idle(int cpu)
3477 {
3478         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3479         struct rq_flags rf;
3480
3481         rcu_read_lock();
3482
3483         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3484                 goto out;
3485
3486         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
3487                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3488         } else {
3489                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3490                 if (is_idle_task(rq->curr))
3491                         smp_send_reschedule(cpu);
3492                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3493                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3494         }
3495
3496 out:
3497         rcu_read_unlock();
3498 }
3499
3500 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3501 {
3502         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3503 }
3504
3505 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
3506 {
3507         /*
3508          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3509          * in hotplug state.
3510          */
3511         if (!cpu_active(cpu))
3512                 return false;
3513
3514         /*
3515          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3516          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3517          */
3518         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3519                 return true;
3520
3521         /*
3522          * If the task is descheduling and the only running task on the
3523          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
3524          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
3525          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
3526          */
3527         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
3528                 return true;
3529
3530         return false;
3531 }
3532
3533 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3534 {
3535         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
3536                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
3537                         return false;
3538
3539                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3540                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3541                 return true;
3542         }
3543
3544         return false;
3545 }
3546
3547 #else /* !CONFIG_SMP */
3548
3549 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3550 {
3551         return false;
3552 }
3553
3554 #endif /* CONFIG_SMP */
3555
3556 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3557 {
3558         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3559         struct rq_flags rf;
3560
3561         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3562                 return;
3563
3564         rq_lock(rq, &rf);
3565         update_rq_clock(rq);
3566         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3567         rq_unlock(rq, &rf);
3568 }
3569
3570 /*
3571  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3572  *
3573  *  MIGRATION
3574  *
3575  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3576  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3577  * execution on its new CPU [c1].
3578  *
3579  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3580  *
3581  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3582  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3583  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3584  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3585  *
3586  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3587  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3588  *
3589  * Example:
3590  *
3591  *   CPU0            CPU1            CPU2
3592  *
3593  *   LOCK rq(0)->lock
3594  *   sched-out X
3595  *   sched-in Y
3596  *   UNLOCK rq(0)->lock
3597  *
3598  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3599  *                                   dequeue X
3600  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3601  *
3602  *                                   LOCK rq(1)->lock
3603  *                                   enqueue X
3604  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3605  *
3606  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3607  *                   sched-out Z
3608  *                   sched-in X
3609  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3610  *
3611  *
3612  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3613  *
3614  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3615  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3616  * chain to provide order. Instead we do:
3617  *
3618  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3619  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3620  *
3621  * Example:
3622  *
3623  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3624  *
3625  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3626  *   dequeue X
3627  *   sched-out X
3628  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3629  *
3630  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3631  *                    X->state = WAKING
3632  *                    set_task_cpu(X,2)
3633  *
3634  *                    LOCK rq(2)->lock
3635  *                    enqueue X
3636  *                    X->state = RUNNING
3637  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3638  *
3639  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3640  *                                          sched-out Z
3641  *                                          sched-in X
3642  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
3643  *
3644  *                    UNLOCK X->pi_lock
3645  *   UNLOCK rq(0)->lock
3646  *
3647  *
3648  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
3649  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
3650  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
3651  */
3652
3653 /**
3654  * try_to_wake_up - wake up a thread
3655  * @p: the thread to be awakened
3656  * @state: the mask of task states that can be woken
3657  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
3658  *
3659  * Conceptually does:
3660  *
3661  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
3662  *
3663  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
3664  *
3665  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
3666  *
3667  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
3668  * with set_current_state().
3669  *
3670  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
3671  *
3672  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
3673  *  - p->sched_class
3674  *  - p->cpus_ptr
3675  *  - p->sched_task_group
3676  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
3677  *
3678  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
3679  * Takes rq->lock in:
3680  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
3681  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
3682  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
3683  *
3684  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
3685  * many memory barriers and their comments for details.
3686  *
3687  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
3688  *         %false otherwise.
3689  */
3690 static int
3691 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
3692 {
3693         unsigned long flags;
3694         int cpu, success = 0;
3695
3696         preempt_disable();
3697         if (p == current) {
3698                 /*
3699                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
3700                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
3701                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
3702                  * without taking any locks.
3703                  *
3704                  * In particular:
3705                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
3706                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
3707                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
3708                  */
3709                 if (!(p->state & state))
3710                         goto out;
3711
3712                 success = 1;
3713                 trace_sched_waking(p);
3714                 p->state = TASK_RUNNING;
3715                 trace_sched_wakeup(p);
3716                 goto out;
3717         }
3718
3719         /*
3720          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
3721          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
3722          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
3723          * in set_current_state() that the waiting thread does.
3724          */
3725         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3726         smp_mb__after_spinlock();
3727         if (!(p->state & state))
3728                 goto unlock;
3729
3730         trace_sched_waking(p);
3731
3732         /* We're going to change ->state: */
3733         success = 1;
3734
3735         /*
3736          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
3737          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
3738          * in smp_cond_load_acquire() below.
3739          *
3740          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
3741          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
3742          *   UNLOCK rq->lock
3743          *
3744          * __schedule() (switch to task 'p')
3745          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3746          *   smp_mb__after_spinlock();
3747          *   UNLOCK rq->lock
3748          *
3749          * [task p]
3750          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
3751          *
3752          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3753          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3754          *
3755          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
3756          */
3757         smp_rmb();
3758         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
3759                 goto unlock;
3760
3761 #ifdef CONFIG_SMP
3762         /*
3763          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
3764          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
3765          *
3766          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
3767          * from the runqueue.
3768          *
3769          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
3770          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
3771          *   UNLOCK rq->lock
3772          *
3773          * __schedule() (put 'p' to sleep)
3774          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3775          *   smp_mb__after_spinlock();
3776          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
3777          *
3778          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3779          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3780          *
3781          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
3782          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
3783          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
3784          */
3785         smp_acquire__after_ctrl_dep();
3786
3787         /*
3788          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
3789          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
3790          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
3791          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
3792          */
3793         p->state = TASK_WAKING;
3794
3795         /*
3796          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3797          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
3798          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
3799          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
3800          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
3801          *
3802          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
3803          *
3804          * set_task_cpu(p, cpu);
3805          *   STORE p->cpu = @cpu
3806          * __schedule() (switch to task 'p')
3807          *   LOCK rq->lock
3808          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
3809          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
3810          *
3811          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
3812          * scheduling.
3813          */
3814         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
3815             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
3816                 goto unlock;
3817
3818         /*
3819          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3820          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
3821          *
3822          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
3823          *
3824          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
3825          * their previous state and preserve Program Order.
3826          */
3827         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3828
3829         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
3830         if (task_cpu(p) != cpu) {
3831                 if (p->in_iowait) {
3832                         delayacct_blkio_end(p);
3833                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3834                 }
3835
3836                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
3837                 psi_ttwu_dequeue(p);
3838                 set_task_cpu(p, cpu);
3839         }
3840 #else
3841         cpu = task_cpu(p);
3842 #endif /* CONFIG_SMP */
3843
3844         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
3845 unlock:
3846         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3847 out:
3848         if (success)
3849                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
3850         preempt_enable();
3851
3852         return success;
3853 }
3854
3855 /**
3856  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
3857  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
3858  * @func: Function to invoke.
3859  * @arg: Argument to function.
3860  *
3861  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
3862  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
3863  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
3864  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
3865  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
3866  * lightweight.
3867  *
3868  * Returns:
3869  *      @false if the task slipped out from under the locks.
3870  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
3871  *              However, @func can override this by returning @false.
3872  */
3873 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
3874 {
3875         struct rq_flags rf;
3876         bool ret = false;
3877         struct rq *rq;
3878
3879         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3880         if (p->on_rq) {
3881                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3882                 if (task_rq(p) == rq)
3883                         ret = func(p, arg);
3884                 rq_unlock(rq, &rf);
3885         } else {
3886                 switch (p->state) {
3887                 case TASK_RUNNING:
3888                 case TASK_WAKING:
3889                         break;
3890                 default:
3891                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
3892                         if (!p->on_rq)
3893                                 ret = func(p, arg);
3894                 }
3895         }
3896         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
3897         return ret;
3898 }
3899
3900 /**
3901  * wake_up_process - Wake up a specific process
3902  * @p: The process to be woken up.
3903  *
3904  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
3905  * processes.
3906  *
3907  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
3908  *
3909  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
3910  */
3911 int wake_up_process(struct task_struct *p)
3912 {
3913         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
3914 }
3915 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
3916
3917 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
3918 {
3919         return try_to_wake_up(p, state, 0);
3920 }
3921
3922 /*
3923  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
3924  * p is forked by current.
3925  *
3926  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
3927  */
3928 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3929 {
3930         p->on_rq                        = 0;
3931
3932         p->se.on_rq                     = 0;
3933         p->se.exec_start                = 0;
3934         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
3935         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
3936         p->se.nr_migrations             = 0;
3937         p->se.vruntime                  = 0;
3938         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
3939
3940 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3941         p->se.cfs_rq                    = NULL;
3942 #endif
3943
3944 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3945         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
3946         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
3947 #endif
3948
3949         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
3950         init_dl_task_timer(&p->dl);
3951         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
3952         __dl_clear_params(p);
3953
3954         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
3955         p->rt.timeout           = 0;
3956         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
3957         p->rt.on_rq             = 0;
3958         p->rt.on_list           = 0;
3959
3960 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3961         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
3962 #endif
3963
3964 #ifdef CONFIG_COMPACTION
3965         p->capture_control = NULL;
3966 #endif
3967         init_numa_balancing(clone_flags, p);
3968 #ifdef CONFIG_SMP
3969         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
3970         p->migration_pending = NULL;
3971 #endif
3972 }
3973
3974 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
3975
3976 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3977
3978 void set_numabalancing_state(bool enabled)
3979 {
3980         if (enabled)
3981                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
3982         else
3983                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
3984 }
3985
3986 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3987 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
3988                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
3989 {
3990         struct ctl_table t;
3991         int err;
3992         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
3993
3994         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3995                 return -EPERM;
3996
3997         t = *table;
3998         t.data = &state;
3999         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4000         if (err < 0)
4001                 return err;
4002         if (write)
4003                 set_numabalancing_state(state);
4004         return err;
4005 }
4006 #endif
4007 #endif
4008
4009 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4010
4011 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4012 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
4013
4014 static void set_schedstats(bool enabled)
4015 {
4016         if (enabled)
4017                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4018         else
4019                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4020 }
4021
4022 void force_schedstat_enabled(void)
4023 {
4024         if (!schedstat_enabled()) {
4025                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4026                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4027         }
4028 }
4029
4030 static int __init setup_schedstats(char *str)
4031 {
4032         int ret = 0;
4033         if (!str)
4034                 goto out;
4035
4036         /*
4037          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
4038          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
4039          * variable so init_schedstats() can do it later.
4040          */
4041         if (!strcmp(str, "enable")) {
4042                 __sched_schedstats = true;
4043                 ret = 1;
4044         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4045                 __sched_schedstats = false;
4046                 ret = 1;
4047         }
4048 out:
4049         if (!ret)
4050                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4051
4052         return ret;
4053 }
4054 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4055
4056 static void __init init_schedstats(void)
4057 {
4058         set_schedstats(__sched_schedstats);
4059 }
4060
4061 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4062 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4063                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4064 {
4065         struct ctl_table t;
4066         int err;
4067         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4068
4069         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4070                 return -EPERM;
4071
4072         t = *table;
4073         t.data = &state;
4074         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4075         if (err < 0)
4076                 return err;
4077         if (write)
4078                 set_schedstats(state);
4079         return err;
4080 }
4081 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4082 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
4083 static inline void init_schedstats(void) {}
4084 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4085
4086 /*
4087  * fork()/clone()-time setup:
4088  */
4089 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4090 {
4091         unsigned long flags;
4092
4093         __sched_fork(clone_flags, p);
4094         /*
4095          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4096          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4097          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4098          */
4099         p->state = TASK_NEW;
4100
4101         /*
4102          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4103          */
4104         p->prio = current->normal_prio;
4105
4106         uclamp_fork(p);
4107
4108         /*
4109          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4110          */
4111         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4112                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4113                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4114                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4115                         p->rt_priority = 0;
4116                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4117                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4118
4119                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
4120                 set_load_weight(p, false);
4121
4122                 /*
4123                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4124                  * fulfilled its duty:
4125                  */
4126                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4127         }
4128
4129         if (dl_prio(p->prio))
4130                 return -EAGAIN;
4131         else if (rt_prio(p->prio))
4132                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4133         else
4134                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4135
4136         init_entity_runnable_average(&p->se);
4137
4138         /*
4139          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
4140          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
4141          * is ran before sched_fork().
4142          *
4143          * Silence PROVE_RCU.
4144          */
4145         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4146         rseq_migrate(p);
4147         /*
4148          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4149          * so use __set_task_cpu().
4150          */
4151         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4152         if (p->sched_class->task_fork)
4153                 p->sched_class->task_fork(p);
4154         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4155
4156 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4157         if (likely(sched_info_on()))
4158                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4159 #endif
4160 #if defined(CONFIG_SMP)
4161         p->on_cpu = 0;
4162 #endif
4163         init_task_preempt_count(p);
4164 #ifdef CONFIG_SMP
4165         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4166         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4167 #endif
4168         return 0;
4169 }
4170
4171 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4172 {
4173         uclamp_post_fork(p);
4174 }
4175
4176 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4177 {
4178         if (runtime == RUNTIME_INF)
4179                 return BW_UNIT;
4180
4181         /*
4182          * Doing this here saves a lot of checks in all
4183          * the calling paths, and returning zero seems
4184          * safe for them anyway.
4185          */
4186         if (period == 0)
4187                 return 0;
4188
4189         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4190 }
4191
4192 /*
4193  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4194  *
4195  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4196  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4197  * on the runqueue and wakes it.
4198  */
4199 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4200 {
4201         struct rq_flags rf;
4202         struct rq *rq;
4203
4204         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4205         p->state = TASK_RUNNING;
4206 #ifdef CONFIG_SMP
4207         /*
4208          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4209          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4210          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4211          *
4212          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4213          * as we're not fully set-up yet.
4214          */
4215         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4216         rseq_migrate(p);
4217         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4218 #endif
4219         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4220         update_rq_clock(rq);
4221         post_init_entity_util_avg(p);
4222
4223         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4224         trace_sched_wakeup_new(p);
4225         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4226 #ifdef CONFIG_SMP
4227         if (p->sched_class->task_woken) {
4228                 /*
4229                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4230                  * drop it.
4231                  */
4232                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4233                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4234                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4235         }
4236 #endif
4237         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4238 }
4239
4240 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4241
4242 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4243
4244 void preempt_notifier_inc(void)
4245 {
4246         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4247 }
4248 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4249
4250 void preempt_notifier_dec(void)
4251 {
4252         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4253 }
4254 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4255
4256 /**
4257  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4258  * @notifier: notifier struct to register
4259  */
4260 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4261 {
4262         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4263                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4264
4265         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4266 }
4267 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4268
4269 /**
4270  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4271  * @notifier: notifier struct to unregister
4272  *
4273  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4274  */
4275 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4276 {
4277         hlist_del(&notifier->link);
4278 }
4279 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4280
4281 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4282 {
4283         struct preempt_notifier *notifier;
4284
4285         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4286                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4287 }
4288
4289 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4290 {
4291         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4292                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4293 }
4294
4295 static void
4296 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4297                                    struct task_struct *next)
4298 {
4299         struct preempt_notifier *notifier;
4300
4301         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4302                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4303 }
4304
4305 static __always_inline void
4306 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4307                                  struct task_struct *next)
4308 {
4309         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4310                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4311 }
4312
4313 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4314
4315 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4316 {
4317 }
4318
4319 static inline void
4320 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4321                                  struct task_struct *next)
4322 {
4323 }
4324
4325 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4326
4327 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4328 {
4329 #ifdef CONFIG_SMP
4330         /*
4331          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4332          * such that any running task will have this set.
4333          *
4334          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
4335          */
4336         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4337 #endif
4338 }
4339
4340 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4341 {
4342 #ifdef CONFIG_SMP
4343         /*
4344          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4345          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4346          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4347          * finished.
4348          *
4349          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4350          * happen before this.
4351          *
4352          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4353          */
4354         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4355 #endif
4356 }
4357
4358 #ifdef CONFIG_SMP
4359
4360 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4361 {
4362         void (*func)(struct rq *rq);
4363         struct callback_head *next;
4364
4365         lockdep_assert_rq_held(rq);
4366
4367         while (head) {
4368                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4369                 next = head->next;
4370                 head->next = NULL;
4371                 head = next;
4372
4373                 func(rq);
4374         }
4375 }
4376
4377 static void balance_push(struct rq *rq);
4378
4379 struct callback_head balance_push_callback = {
4380         .next = NULL,
4381         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4382 };
4383
4384 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4385 {
4386         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4387
4388         lockdep_assert_rq_held(rq);
4389         if (head)
4390                 rq->balance_callback = NULL;
4391
4392         return head;
4393 }
4394
4395 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4396 {
4397         do_balance_callbacks(rq, splice_balance_callbacks(rq));
4398 }
4399
4400 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4401 {
4402         unsigned long flags;
4403
4404         if (unlikely(head)) {
4405                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4406                 do_balance_callbacks(rq, head);
4407                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4408         }
4409 }
4410
4411 #else
4412
4413 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4414 {
4415 }
4416
4417 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4418 {
4419         return NULL;
4420 }
4421
4422 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4423 {
4424 }
4425
4426 #endif
4427
4428 static inline void
4429 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4430 {
4431         /*
4432          * Since the runqueue lock will be released by the next
4433          * task (which is an invalid locking op but in the case
4434          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4435          * do an early lockdep release here:
4436          */
4437         rq_unpin_lock(rq, rf);
4438         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4439 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4440         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4441         rq_lockp(rq)->owner = next;
4442 #endif
4443 }
4444
4445 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4446 {
4447         /*
4448          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4449          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4450          * prev into current:
4451          */
4452         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4453         __balance_callbacks(rq);
4454         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
4455 }
4456
4457 /*
4458  * NOP if the arch has not defined these:
4459  */
4460
4461 #ifndef prepare_arch_switch
4462 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4463 #endif
4464
4465 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4466 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4467 #endif
4468
4469 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4470 {
4471 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4472         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4473                 __kmap_local_sched_out();
4474 #endif
4475 }
4476
4477 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4478 {
4479 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4480         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4481                 __kmap_local_sched_in();
4482 #endif
4483 }
4484
4485 /**
4486  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4487  * @rq: the runqueue preparing to switch
4488  * @prev: the current task that is being switched out
4489  * @next: the task we are going to switch to.
4490  *
4491  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4492  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4493  * switch.
4494  *
4495  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4496  * hooks.
4497  */
4498 static inline void
4499 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4500                     struct task_struct *next)
4501 {
4502         kcov_prepare_switch(prev);
4503         sched_info_switch(rq, prev, next);
4504         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4505         rseq_preempt(prev);
4506         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4507         kmap_local_sched_out();
4508         prepare_task(next);
4509         prepare_arch_switch(next);
4510 }
4511
4512 /**
4513  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
4514  * @prev: the thread we just switched away from.
4515  *
4516  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
4517  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
4518  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
4519  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
4520  *
4521  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
4522  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
4523  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
4524  * details.)
4525  *
4526  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
4527  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
4528  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
4529  * because prev may have moved to another CPU.
4530  */
4531 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
4532         __releases(rq->lock)
4533 {
4534         struct rq *rq = this_rq();
4535         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
4536         long prev_state;
4537
4538         /*
4539          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
4540          * because it left us after:
4541          *
4542          *      schedule()
4543          *        preempt_disable();                    // 1
4544          *        __schedule()
4545          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
4546          *
4547          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
4548          */
4549         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
4550                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
4551                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
4552                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
4553
4554         rq->prev_mm = NULL;
4555
4556         /*
4557          * A task struct has one reference for the use as "current".
4558          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
4559          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
4560          * the scheduled task must drop that reference.
4561          *
4562          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
4563          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
4564          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
4565          * transition, resulting in a double drop.
4566          */
4567         prev_state = prev->state;
4568         vtime_task_switch(prev);
4569         perf_event_task_sched_in(prev, current);
4570         finish_task(prev);
4571         finish_lock_switch(rq);
4572         finish_arch_post_lock_switch();
4573         kcov_finish_switch(current);
4574         /*
4575          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
4576          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
4577          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
4578          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
4579          * disabled either.
4580          */
4581         kmap_local_sched_in();
4582
4583         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
4584         /*
4585          * When switching through a kernel thread, the loop in
4586          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
4587          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
4588          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
4589          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
4590          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
4591          *
4592          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
4593          *   provided by mmdrop(),
4594          * - a sync_core for SYNC_CORE.
4595          */
4596         if (mm) {
4597                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
4598                 mmdrop(mm);
4599         }
4600         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
4601                 if (prev->sched_class->task_dead)
4602                         prev->sched_class->task_dead(prev);
4603
4604                 /*
4605                  * Remove function-return probe instances associated with this
4606                  * task and put them back on the free list.
4607                  */
4608                 kprobe_flush_task(prev);
4609
4610                 /* Task is done with its stack. */
4611                 put_task_stack(prev);
4612
4613                 put_task_struct_rcu_user(prev);
4614         }
4615
4616         tick_nohz_task_switch();
4617         return rq;
4618 }
4619
4620 /**
4621  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
4622  * @prev: the thread we just switched away from.
4623  */
4624 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
4625         __releases(rq->lock)
4626 {
4627         /*
4628          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
4629          * finish_task_switch() for details.
4630          *
4631          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
4632          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
4633          * PREEMPT_COUNT kernels).
4634          */
4635
4636         finish_task_switch(prev);
4637         preempt_enable();
4638
4639         if (current->set_child_tid)
4640                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
4641
4642         calculate_sigpending();
4643 }
4644
4645 /*
4646  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
4647  */
4648 static __always_inline struct rq *
4649 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4650                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4651 {
4652         prepare_task_switch(rq, prev, next);
4653
4654         /*
4655          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
4656          * combine the page table reload and the switch backend into
4657          * one hypercall.
4658          */
4659         arch_start_context_switch(prev);
4660
4661         /*
4662          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
4663          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
4664          *
4665          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
4666          *   user ->   user   switch
4667          */
4668         if (!next->mm) {                                // to kernel
4669                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
4670
4671                 next->active_mm = prev->active_mm;
4672                 if (prev->mm)                           // from user
4673                         mmgrab(prev->active_mm);
4674                 else
4675                         prev->active_mm = NULL;
4676         } else {                                        // to user
4677                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
4678                 /*
4679                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
4680                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
4681                  *
4682                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
4683                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
4684                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
4685                  */
4686                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
4687
4688                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
4689                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
4690                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
4691                         prev->active_mm = NULL;
4692                 }
4693         }
4694
4695         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4696
4697         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
4698
4699         /* Here we just switch the register state and the stack. */
4700         switch_to(prev, next, prev);
4701         barrier();
4702
4703         return finish_task_switch(prev);
4704 }
4705
4706 /*
4707  * nr_running and nr_context_switches:
4708  *
4709  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
4710  * threads, total number of context switches performed since bootup.
4711  */
4712 unsigned int nr_running(void)
4713 {
4714         unsigned int i, sum = 0;
4715
4716         for_each_online_cpu(i)
4717                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
4718
4719         return sum;
4720 }
4721
4722 /*
4723  * Check if only the current task is running on the CPU.
4724  *
4725  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
4726  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
4727  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
4728  *
4729  * - from a non-preemptible section (of course)
4730  *
4731  * - from a thread that is bound to a single CPU
4732  *
4733  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
4734  */
4735 bool single_task_running(void)
4736 {
4737         return raw_rq()->nr_running == 1;
4738 }
4739 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
4740
4741 unsigned long long nr_context_switches(void)
4742 {
4743         int i;
4744         unsigned long long sum = 0;
4745
4746         for_each_possible_cpu(i)
4747                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
4748
4749         return sum;
4750 }
4751
4752 /*
4753  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
4754  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
4755  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
4756  * it does become runnable.
4757  */
4758
4759 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
4760 {
4761         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
4762 }
4763
4764 /*
4765  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
4766  *
4767  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
4768  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
4769  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
4770  *
4771  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
4772  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
4773  * running and we'd not be idle.
4774  *
4775  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
4776  * is broken.
4777  *
4778  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
4779  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
4780  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
4781  * utilising both CPUs.
4782  *
4783  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
4784  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
4785  *
4786  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
4787  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
4788  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
4789  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
4790  *
4791  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
4792  */
4793
4794 unsigned int nr_iowait(void)
4795 {
4796         unsigned int i, sum = 0;
4797
4798         for_each_possible_cpu(i)
4799                 sum += nr_iowait_cpu(i);
4800
4801         return sum;
4802 }
4803
4804 #ifdef CONFIG_SMP
4805
4806 /*
4807  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
4808  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
4809  */
4810 void sched_exec(void)
4811 {
4812         struct task_struct *p = current;
4813         unsigned long flags;
4814         int dest_cpu;
4815
4816         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4817         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
4818         if (dest_cpu == smp_processor_id())
4819                 goto unlock;
4820
4821         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
4822                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4823
4824                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4825                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
4826                 return;
4827         }
4828 unlock:
4829         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4830 }
4831
4832 #endif
4833
4834 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4835 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
4836
4837 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4838 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
4839
4840 /*
4841  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
4842  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
4843  * we observe a high rate of cache misses in practice.
4844  * Prefetching this data results in improved performance.
4845  */
4846 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
4847 {
4848 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4849         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
4850 #else
4851         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
4852 #endif
4853         prefetch(curr);
4854         prefetch(&curr->exec_start);
4855 }
4856
4857 /*
4858  * Return accounted runtime for the task.
4859  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4860  * pending runtime that have not been accounted yet.
4861  */
4862 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4863 {
4864         struct rq_flags rf;
4865         struct rq *rq;
4866         u64 ns;
4867
4868 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
4869         /*
4870          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
4871          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
4872          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
4873          *
4874          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
4875          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
4876          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
4877          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
4878          * been accounted, so we're correct here as well.
4879          */
4880         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
4881                 return p->se.sum_exec_runtime;
4882 #endif
4883
4884         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4885         /*
4886          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
4887          * project cycles that may never be accounted to this
4888          * thread, breaking clock_gettime().
4889          */
4890         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
4891                 prefetch_curr_exec_start(p);
4892                 update_rq_clock(rq);
4893                 p->sched_class->update_curr(rq);
4894         }
4895         ns = p->se.sum_exec_runtime;
4896         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4897
4898         return ns;
4899 }
4900
4901 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4902 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
4903 {
4904         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
4905         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
4906         static bool warned_once;
4907
4908         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
4909                 return 0;
4910
4911         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
4912                 return 0;
4913
4914         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
4915                 return 0;
4916
4917         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
4918                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
4919                 rq->ticks_without_resched = 0;
4920                 return 0;
4921         }
4922
4923         rq->ticks_without_resched++;
4924         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
4925         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
4926                 return 0;
4927
4928         warned_once = true;
4929
4930         return resched_latency;
4931 }
4932
4933 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
4934 {
4935         long val;
4936
4937         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
4938                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
4939                 return 1;
4940         }
4941
4942         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
4943         return 1;
4944 }
4945 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
4946 #else
4947 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
4948 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
4949
4950 /*
4951  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4952  * We call it with interrupts disabled.
4953  */
4954 void scheduler_tick(void)
4955 {
4956         int cpu = smp_processor_id();
4957         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4958         struct task_struct *curr = rq->curr;
4959         struct rq_flags rf;
4960         unsigned long thermal_pressure;
4961         u64 resched_latency;
4962
4963         arch_scale_freq_tick();
4964         sched_clock_tick();
4965
4966         rq_lock(rq, &rf);
4967
4968         update_rq_clock(rq);
4969         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
4970         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
4971         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4972         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
4973                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
4974         calc_global_load_tick(rq);
4975
4976         rq_unlock(rq, &rf);
4977
4978         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
4979                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
4980
4981         perf_event_task_tick();
4982
4983 #ifdef CONFIG_SMP
4984         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4985         trigger_load_balance(rq);
4986 #endif
4987 }
4988
4989 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
4990
4991 struct tick_work {
4992         int                     cpu;
4993         atomic_t                state;
4994         struct delayed_work     work;
4995 };
4996 /* Values for ->state, see diagram below. */
4997 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
4998 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
4999 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5000
5001 /*
5002  * State diagram for ->state:
5003  *
5004  *
5005  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5006  *                    |   ^
5007  *                    |   |
5008  *                    |   | sched_tick_remote()
5009  *                    |   |
5010  *                    |   |
5011  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5012  *                    |   ^
5013  *                    |   |
5014  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5015  *                    |   |
5016  *                    V   |
5017  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5018  *
5019  *
5020  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5021  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5022  */
5023
5024 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5025
5026 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5027 {
5028         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5029         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5030         int cpu = twork->cpu;
5031         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5032         struct task_struct *curr;
5033         struct rq_flags rf;
5034         u64 delta;
5035         int os;
5036
5037         /*
5038          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5039          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5040          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5041          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5042          * of when exactly it is running.
5043          */
5044         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5045                 goto out_requeue;
5046
5047         rq_lock_irq(rq, &rf);
5048         curr = rq->curr;
5049         if (cpu_is_offline(cpu))
5050                 goto out_unlock;
5051
5052         update_rq_clock(rq);
5053
5054         if (!is_idle_task(curr)) {
5055                 /*
5056                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5057                  * amount of time.
5058                  */
5059                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5060                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5061         }
5062         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5063
5064         calc_load_nohz_remote(rq);
5065 out_unlock:
5066         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5067 out_requeue:
5068
5069         /*
5070          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5071          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5072          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5073          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5074          */
5075         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5076         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5077         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5078                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5079 }
5080
5081 static void sched_tick_start(int cpu)
5082 {
5083         int os;
5084         struct tick_work *twork;
5085
5086         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5087                 return;
5088
5089         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5090
5091         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5092         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5093         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5094         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5095                 twork->cpu = cpu;
5096                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5097                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5098         }
5099 }
5100
5101 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5102 static void sched_tick_stop(int cpu)
5103 {
5104         struct tick_work *twork;
5105         int os;
5106
5107         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5108                 return;
5109
5110         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5111
5112         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5113         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5114         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5115         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5116         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5117 }
5118 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5119
5120 int __init sched_tick_offload_init(void)
5121 {
5122         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5123         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5124         return 0;
5125 }
5126
5127 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5128 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5129 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5130 #endif
5131
5132 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5133                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5134 /*
5135  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5136  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5137  */
5138 static inline void preempt_latency_start(int val)
5139 {
5140         if (preempt_count() == val) {
5141                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5142 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5143                 current->preempt_disable_ip = ip;
5144 #endif
5145                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5146         }
5147 }
5148
5149 void preempt_count_add(int val)
5150 {
5151 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5152         /*
5153          * Underflow?
5154          */
5155         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5156                 return;
5157 #endif
5158         __preempt_count_add(val);
5159 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5160         /*
5161          * Spinlock count overflowing soon?
5162          */
5163         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5164                                 PREEMPT_MASK - 10);
5165 #endif
5166         preempt_latency_start(val);
5167 }
5168 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5169 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5170
5171 /*
5172  * If the value passed in equals to the current preempt count
5173  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5174  */
5175 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5176 {
5177         if (preempt_count() == val)
5178                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5179 }
5180
5181 void preempt_count_sub(int val)
5182 {
5183 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5184         /*
5185          * Underflow?
5186          */
5187         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5188                 return;
5189         /*
5190          * Is the spinlock portion underflowing?
5191          */
5192         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5193                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5194                 return;
5195 #endif
5196
5197         preempt_latency_stop(val);
5198         __preempt_count_sub(val);
5199 }
5200 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5201 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5202
5203 #else
5204 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5205 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5206 #endif
5207
5208 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5209 {
5210 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5211         return p->preempt_disable_ip;
5212 #else
5213         return 0;
5214 #endif
5215 }
5216
5217 /*
5218  * Print scheduling while atomic bug:
5219  */
5220 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5221 {
5222         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5223         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5224
5225         if (oops_in_progress)
5226                 return;
5227
5228         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5229                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5230
5231         debug_show_held_locks(prev);
5232         print_modules();
5233         if (irqs_disabled())
5234                 print_irqtrace_events(prev);
5235         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5236             && in_atomic_preempt_off()) {
5237                 pr_err("Preemption disabled at:");
5238                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5239         }
5240         if (panic_on_warn)
5241                 panic("scheduling while atomic\n");
5242
5243         dump_stack();
5244         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5245 }
5246
5247 /*
5248  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5249  */
5250 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5251 {
5252 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5253         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5254                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5255
5256         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5257                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5258 #endif
5259
5260 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5261         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
5262                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5263                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5264                 dump_stack();
5265                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5266         }
5267 #endif
5268
5269         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5270                 __schedule_bug(prev);
5271                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5272         }
5273         rcu_sleep_check();
5274         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5275
5276         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5277
5278         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5279 }
5280
5281 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5282                                   struct rq_flags *rf)
5283 {
5284 #ifdef CONFIG_SMP
5285         const struct sched_class *class;
5286         /*
5287          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5288          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5289          * state as before we took rq->lock.
5290          *
5291          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5292          * a runnable task of @class priority or higher.
5293          */
5294         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5295                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5296                         break;
5297         }
5298 #endif
5299
5300         put_prev_task(rq, prev);
5301 }
5302
5303 /*
5304  * Pick up the highest-prio task:
5305  */
5306 static inline struct task_struct *
5307 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5308 {
5309         const struct sched_class *class;
5310         struct task_struct *p;
5311
5312         /*
5313          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5314          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5315          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5316          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5317          */
5318         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
5319                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5320
5321                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5322                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5323                         goto restart;
5324
5325                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5326                 if (!p) {
5327                         put_prev_task(rq, prev);
5328                         p = pick_next_task_idle(rq);
5329                 }
5330
5331                 return p;
5332         }
5333
5334 restart:
5335         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5336
5337         for_each_class(class) {
5338                 p = class->pick_next_task(rq);
5339                 if (p)
5340                         return p;
5341         }
5342
5343         /* The idle class should always have a runnable task: */
5344         BUG();
5345 }
5346
5347 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5348 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5349 {
5350         return (task_rq(t)->idle == t);
5351 }
5352
5353 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5354 {
5355         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5356 }
5357
5358 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5359 {
5360         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5361                 return true;
5362
5363         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5364 }
5365
5366 // XXX fairness/fwd progress conditions
5367 /*
5368  * Returns
5369  * - NULL if there is no runnable task for this class.
5370  * - the highest priority task for this runqueue if it matches
5371  *   rq->core->core_cookie or its priority is greater than max.
5372  * - Else returns idle_task.
5373  */
5374 static struct task_struct *
5375 pick_task(struct rq *rq, const struct sched_class *class, struct task_struct *max, bool in_fi)
5376 {
5377         struct task_struct *class_pick, *cookie_pick;
5378         unsigned long cookie = rq->core->core_cookie;
5379
5380         class_pick = class->pick_task(rq);
5381         if (!class_pick)
5382                 return NULL;
5383
5384         if (!cookie) {
5385                 /*
5386                  * If class_pick is tagged, return it only if it has
5387                  * higher priority than max.
5388                  */
5389                 if (max && class_pick->core_cookie &&
5390                     prio_less(class_pick, max, in_fi))
5391                         return idle_sched_class.pick_task(rq);
5392
5393                 return class_pick;
5394         }
5395
5396         /*
5397          * If class_pick is idle or matches cookie, return early.
5398          */
5399         if (cookie_equals(class_pick, cookie))
5400                 return class_pick;
5401
5402         cookie_pick = sched_core_find(rq, cookie);
5403
5404         /*
5405          * If class > max && class > cookie, it is the highest priority task on
5406          * the core (so far) and it must be selected, otherwise we must go with
5407          * the cookie pick in order to satisfy the constraint.
5408          */
5409         if (prio_less(cookie_pick, class_pick, in_fi) &&
5410             (!max || prio_less(max, class_pick, in_fi)))
5411                 return class_pick;
5412
5413         return cookie_pick;
5414 }
5415
5416 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5417
5418 static struct task_struct *
5419 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5420 {
5421         struct task_struct *next, *max = NULL;
5422         const struct sched_class *class;
5423         const struct cpumask *smt_mask;
5424         bool fi_before = false;
5425         int i, j, cpu, occ = 0;
5426         bool need_sync;
5427
5428         if (!sched_core_enabled(rq))
5429                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5430
5431         cpu = cpu_of(rq);
5432
5433         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5434         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5435                 /*
5436                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5437                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5438                  * another cpu during offline.
5439                  */
5440                 rq->core_pick = NULL;
5441                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5442         }
5443
5444         /*
5445          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5446          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5447          * pick yet, do so now.
5448          *
5449          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5450          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5451          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5452          */
5453         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5454             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5455             rq->core_pick) {
5456                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5457
5458                 next = rq->core_pick;
5459                 if (next != prev) {
5460                         put_prev_task(rq, prev);
5461                         set_next_task(rq, next);
5462                 }
5463
5464                 rq->core_pick = NULL;
5465                 return next;
5466         }
5467
5468         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5469
5470         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5471         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5472
5473         /* reset state */
5474         rq->core->core_cookie = 0UL;
5475         if (rq->core->core_forceidle) {
5476                 need_sync = true;
5477                 fi_before = true;
5478                 rq->core->core_forceidle = false;
5479         }
5480
5481         /*
5482          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
5483          *
5484          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
5485          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
5486          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
5487          *
5488          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
5489          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
5490          */
5491         rq->core->core_task_seq++;
5492
5493         /*
5494          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
5495          * and there are no cookied tasks running on siblings.
5496          */
5497         if (!need_sync) {
5498                 for_each_class(class) {
5499                         next = class->pick_task(rq);
5500                         if (next)
5501                                 break;
5502                 }
5503
5504                 if (!next->core_cookie) {
5505                         rq->core_pick = NULL;
5506                         /*
5507                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
5508                          * unconstrained picks as well.
5509                          */
5510                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
5511                         task_vruntime_update(rq, next, false);
5512                         goto done;
5513                 }
5514         }
5515
5516         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5517                 struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5518
5519                 rq_i->core_pick = NULL;
5520
5521                 if (i != cpu)
5522                         update_rq_clock(rq_i);
5523         }
5524
5525         /*
5526          * Try and select tasks for each sibling in descending sched_class
5527          * order.
5528          */
5529         for_each_class(class) {
5530 again:
5531                 for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
5532                         struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5533                         struct task_struct *p;
5534
5535                         if (rq_i->core_pick)
5536                                 continue;
5537
5538                         /*
5539                          * If this sibling doesn't yet have a suitable task to
5540                          * run; ask for the most eligible task, given the
5541                          * highest priority task already selected for this
5542                          * core.
5543                          */
5544                         p = pick_task(rq_i, class, max, fi_before);
5545                         if (!p)
5546                                 continue;
5547
5548                         if (!is_task_rq_idle(p))
5549                                 occ++;
5550
5551                         rq_i->core_pick = p;
5552                         if (rq_i->idle == p && rq_i->nr_running) {
5553                                 rq->core->core_forceidle = true;
5554                                 if (!fi_before)
5555                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
5556                         }
5557
5558                         /*
5559                          * If this new candidate is of higher priority than the
5560                          * previous; and they're incompatible; we need to wipe
5561                          * the slate and start over. pick_task makes sure that
5562                          * p's priority is more than max if it doesn't match
5563                          * max's cookie.
5564                          *
5565                          * NOTE: this is a linear max-filter and is thus bounded
5566                          * in execution time.
5567                          */
5568                         if (!max || !cookie_match(max, p)) {
5569                                 struct task_struct *old_max = max;
5570
5571                                 rq->core->core_cookie = p->core_cookie;
5572                                 max = p;
5573
5574                                 if (old_max) {
5575                                         rq->core->core_forceidle = false;
5576                                         for_each_cpu(j, smt_mask) {
5577                                                 if (j == i)
5578                                                         continue;
5579
5580                                                 cpu_rq(j)->core_pick = NULL;
5581                                         }
5582                                         occ = 1;
5583                                         goto again;
5584                                 }
5585                         }
5586                 }
5587         }
5588
5589         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
5590         next = rq->core_pick;
5591         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
5592
5593         /* Something should have been selected for current CPU */
5594         WARN_ON_ONCE(!next);
5595
5596         /*
5597          * Reschedule siblings
5598          *
5599          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
5600          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
5601          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
5602          * non-matching user state.
5603          */
5604         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5605                 struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5606
5607                 /*
5608                  * An online sibling might have gone offline before a task
5609                  * could be picked for it, or it might be offline but later
5610                  * happen to come online, but its too late and nothing was
5611                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
5612                  * so ignore it.
5613                  */
5614                 if (!rq_i->core_pick)
5615                         continue;
5616
5617                 /*
5618                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
5619                  * fi_before     fi      update?
5620                  *  0            0       1
5621                  *  0            1       1
5622                  *  1            0       1
5623                  *  1            1       0
5624                  */
5625                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle))
5626                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, rq->core->core_forceidle);
5627
5628                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
5629
5630                 if (i == cpu) {
5631                         rq_i->core_pick = NULL;
5632                         continue;
5633                 }
5634
5635                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
5636                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
5637
5638                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
5639                         rq_i->core_pick = NULL;
5640                         continue;
5641                 }
5642
5643                 resched_curr(rq_i);
5644         }
5645
5646 done:
5647         set_next_task(rq, next);
5648         return next;
5649 }
5650
5651 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
5652 {
5653         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
5654         struct task_struct *p;
5655         unsigned long cookie;
5656         bool success = false;
5657
5658         local_irq_disable();
5659         double_rq_lock(dst, src);
5660
5661         cookie = dst->core->core_cookie;
5662         if (!cookie)
5663                 goto unlock;
5664
5665         if (dst->curr != dst->idle)
5666                 goto unlock;
5667
5668         p = sched_core_find(src, cookie);
5669         if (p == src->idle)
5670                 goto unlock;
5671
5672         do {
5673                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
5674                         goto next;
5675
5676                 if (!cpumask_test_cpu(this, &p->cpus_mask))
5677                         goto next;
5678
5679                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
5680                         goto next;
5681
5682                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5683                 deactivate_task(src, p, 0);
5684                 set_task_cpu(p, this);
5685                 activate_task(dst, p, 0);
5686                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5687
5688                 resched_curr(dst);
5689
5690                 success = true;
5691                 break;
5692
5693 next:
5694                 p = sched_core_next(p, cookie);
5695         } while (p);
5696
5697 unlock:
5698         double_rq_unlock(dst, src);
5699         local_irq_enable();
5700
5701         return success;
5702 }
5703
5704 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
5705 {
5706         int i;
5707
5708         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
5709                 if (i == cpu)
5710                         continue;
5711
5712                 if (need_resched())
5713                         break;
5714
5715                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
5716                         return true;
5717         }
5718
5719         return false;
5720 }
5721
5722 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
5723 {
5724         struct sched_domain *sd;
5725         int cpu = cpu_of(rq);
5726
5727         preempt_disable();
5728         rcu_read_lock();
5729         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5730         for_each_domain(cpu, sd) {
5731                 if (need_resched())
5732                         break;
5733
5734                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
5735                         break;
5736         }
5737         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
5738         rcu_read_unlock();
5739         preempt_enable();
5740 }
5741
5742 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, core_balance_head);
5743
5744 void queue_core_balance(struct rq *rq)
5745 {
5746         if (!sched_core_enabled(rq))
5747                 return;
5748
5749         if (!rq->core->core_cookie)
5750                 return;
5751
5752         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
5753                 return;
5754
5755         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
5756 }
5757
5758 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
5759 {
5760         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5761         struct rq *rq, *core_rq = NULL;
5762         int i;
5763
5764         core_rq = cpu_rq(cpu)->core;
5765
5766         if (!core_rq) {
5767                 for_each_cpu(i, smt_mask) {
5768                         rq = cpu_rq(i);
5769                         if (rq->core && rq->core == rq)
5770                                 core_rq = rq;
5771                 }
5772
5773                 if (!core_rq)
5774                         core_rq = cpu_rq(cpu);
5775
5776                 for_each_cpu(i, smt_mask) {
5777                         rq = cpu_rq(i);
5778
5779                         WARN_ON_ONCE(rq->core && rq->core != core_rq);
5780                         rq->core = core_rq;
5781                 }
5782         }
5783 }
5784 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
5785
5786 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
5787
5788 static struct task_struct *
5789 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5790 {
5791         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5792 }
5793
5794 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
5795
5796 /*
5797  * __schedule() is the main scheduler function.
5798  *
5799  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
5800  *
5801  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
5802  *
5803  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
5804  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
5805  *
5806  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
5807  *      interrupt handler scheduler_tick().
5808  *
5809  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
5810  *      task to the run-queue and that's it.
5811  *
5812  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
5813  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
5814  *      called on the nearest possible occasion:
5815  *
5816  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
5817  *
5818  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
5819  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
5820  *           spin_unlock()!)
5821  *
5822  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
5823  *           preemptible context
5824  *
5825  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
5826  *         then at the next:
5827  *
5828  *          - cond_resched() call
5829  *          - explicit schedule() call
5830  *          - return from syscall or exception to user-space
5831  *          - return from interrupt-handler to user-space
5832  *
5833  * WARNING: must be called with preemption disabled!
5834  */
5835 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
5836 {
5837         struct task_struct *prev, *next;
5838         unsigned long *switch_count;
5839         unsigned long prev_state;
5840         struct rq_flags rf;
5841         struct rq *rq;
5842         int cpu;
5843
5844         cpu = smp_processor_id();
5845         rq = cpu_rq(cpu);
5846         prev = rq->curr;
5847
5848         schedule_debug(prev, preempt);
5849
5850         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
5851                 hrtick_clear(rq);
5852
5853         local_irq_disable();
5854         rcu_note_context_switch(preempt);
5855
5856         /*
5857          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
5858          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
5859          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
5860          *
5861          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
5862          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
5863          *                                        wake_up_state(p, state)
5864          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
5865          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
5866          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
5867          *
5868          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
5869          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
5870          */
5871         rq_lock(rq, &rf);
5872         smp_mb__after_spinlock();
5873
5874         /* Promote REQ to ACT */
5875         rq->clock_update_flags <<= 1;
5876         update_rq_clock(rq);
5877
5878         switch_count = &prev->nivcsw;
5879
5880         /*
5881          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
5882          * that:
5883          *
5884          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
5885          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
5886          */
5887         prev_state = prev->state;
5888         if (!preempt && prev_state) {
5889                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
5890                         prev->state = TASK_RUNNING;
5891                 } else {
5892                         prev->sched_contributes_to_load =
5893                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
5894                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
5895                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
5896
5897                         if (prev->sched_contributes_to_load)
5898                                 rq->nr_uninterruptible++;
5899
5900                         /*
5901                          * __schedule()                 ttwu()
5902                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
5903                          *   if (prev_state)                goto out;
5904                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
5905                          *                                p->state = TASK_WAKING
5906                          *
5907                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
5908                          *
5909                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
5910                          */
5911                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
5912
5913                         if (prev->in_iowait) {
5914                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5915                                 delayacct_blkio_start();
5916                         }
5917                 }
5918                 switch_count = &prev->nvcsw;
5919         }
5920
5921         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
5922         clear_tsk_need_resched(prev);
5923         clear_preempt_need_resched();
5924 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5925         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
5926 #endif
5927
5928         if (likely(prev != next)) {
5929                 rq->nr_switches++;
5930                 /*
5931                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
5932                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
5933                  */
5934                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
5935                 /*
5936                  * The membarrier system call requires each architecture
5937                  * to have a full memory barrier after updating
5938                  * rq->curr, before returning to user-space.
5939                  *
5940                  * Here are the schemes providing that barrier on the
5941                  * various architectures:
5942                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
5943                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
5944                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
5945                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
5946                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
5947                  *   is a RELEASE barrier),
5948                  */
5949                 ++*switch_count;
5950
5951                 migrate_disable_switch(rq, prev);
5952                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
5953
5954                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
5955
5956                 /* Also unlocks the rq: */
5957                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
5958         } else {
5959                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5960
5961                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5962                 __balance_callbacks(rq);
5963                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5964         }
5965 }
5966
5967 void __noreturn do_task_dead(void)
5968 {
5969         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
5970         set_special_state(TASK_DEAD);
5971
5972         /* Tell freezer to ignore us: */
5973         current->flags |= PF_NOFREEZE;
5974
5975         __schedule(false);
5976         BUG();
5977
5978         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
5979         for (;;)
5980                 cpu_relax();
5981 }
5982
5983 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
5984 {
5985         unsigned int task_flags;
5986
5987         if (!tsk->state)
5988                 return;
5989
5990         task_flags = tsk->flags;
5991         /*
5992          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
5993          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
5994          * As this function is called inside the schedule() context,
5995          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
5996          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
5997          * requires it.
5998          */
5999         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6000                 preempt_disable();
6001                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6002                         wq_worker_sleeping(tsk);
6003                 else
6004                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6005                 preempt_enable_no_resched();
6006         }
6007
6008         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
6009                 return;
6010
6011         /*
6012          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6013          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6014          */
6015         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
6016                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
6017 }
6018
6019 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6020 {
6021         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6022                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6023                         wq_worker_running(tsk);
6024                 else
6025                         io_wq_worker_running(tsk);
6026         }
6027 }
6028
6029 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6030 {
6031         struct task_struct *tsk = current;
6032
6033         sched_submit_work(tsk);
6034         do {
6035                 preempt_disable();
6036                 __schedule(false);
6037                 sched_preempt_enable_no_resched();
6038         } while (need_resched());
6039         sched_update_worker(tsk);
6040 }
6041 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6042
6043 /*
6044  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6045  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6046  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6047  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6048  * (schedule out non-voluntarily).
6049  *
6050  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6051  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6052  */
6053 void __sched schedule_idle(void)
6054 {
6055         /*
6056          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6057          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6058          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6059          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6060          * TASK_RUNNING state.
6061          */
6062         WARN_ON_ONCE(current->state);
6063         do {
6064                 __schedule(false);
6065         } while (need_resched());
6066 }
6067
6068 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_OFFSTACK)
6069 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6070 {
6071         /*
6072          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6073          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6074          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6075          * we find a better solution.
6076          *
6077          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6078          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6079          * too frequently to make sense yet.
6080          */
6081         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6082         schedule();
6083         exception_exit(prev_state);
6084 }
6085 #endif
6086
6087 /**
6088  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6089  *
6090  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6091  */
6092 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6093 {
6094         sched_preempt_enable_no_resched();
6095         schedule();
6096         preempt_disable();
6097 }
6098
6099 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6100 {
6101         do {
6102                 /*
6103                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6104                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6105                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6106                  * by the function tracer will call this function again and
6107                  * cause infinite recursion.
6108                  *
6109                  * Preemption must be disabled here before the function
6110                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6111                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6112                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6113                  * which can also be traced by the function tracer.
6114                  */
6115                 preempt_disable_notrace();
6116                 preempt_latency_start(1);
6117                 __schedule(true);
6118                 preempt_latency_stop(1);
6119                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6120
6121                 /*
6122                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6123                  * between schedule and now.
6124                  */
6125         } while (need_resched());
6126 }
6127
6128 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6129 /*
6130  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6131  * off of preempt_enable.
6132  */
6133 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6134 {
6135         /*
6136          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6137          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6138          */
6139         if (likely(!preemptible()))
6140                 return;
6141
6142         preempt_schedule_common();
6143 }
6144 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6145 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6146
6147 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6148 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6149 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6150 #endif
6151
6152
6153 /**
6154  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6155  *
6156  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6157  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6158  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6159  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6160  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6161  * to be called when the system is still in usermode.
6162  *
6163  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6164  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6165  * calling the scheduler.
6166  */
6167 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6168 {
6169         enum ctx_state prev_ctx;
6170
6171         if (likely(!preemptible()))
6172                 return;
6173
6174         do {
6175                 /*
6176                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6177                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6178                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6179                  * by the function tracer will call this function again and
6180                  * cause infinite recursion.
6181                  *
6182                  * Preemption must be disabled here before the function
6183                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6184                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6185                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6186                  * which can also be traced by the function tracer.
6187                  */
6188                 preempt_disable_notrace();
6189                 preempt_latency_start(1);
6190                 /*
6191                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6192                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6193                  * an infinite recursion.
6194                  */
6195                 prev_ctx = exception_enter();
6196                 __schedule(true);
6197                 exception_exit(prev_ctx);
6198
6199                 preempt_latency_stop(1);
6200                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6201         } while (need_resched());
6202 }
6203 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6204
6205 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6206 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6207 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6208 #endif
6209
6210 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6211
6212 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6213
6214 #include <linux/entry-common.h>
6215
6216 /*
6217  * SC:cond_resched
6218  * SC:might_resched
6219  * SC:preempt_schedule
6220  * SC:preempt_schedule_notrace
6221  * SC:irqentry_exit_cond_resched
6222  *
6223  *
6224  * NONE:
6225  *   cond_resched               <- __cond_resched
6226  *   might_resched              <- RET0
6227  *   preempt_schedule           <- NOP
6228  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6229  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6230  *
6231  * VOLUNTARY:
6232  *   cond_resched               <- __cond_resched
6233  *   might_resched              <- __cond_resched
6234  *   preempt_schedule           <- NOP
6235  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6236  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6237  *
6238  * FULL:
6239  *   cond_resched               <- RET0
6240  *   might_resched              <- RET0
6241  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
6242  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
6243  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
6244  */
6245
6246 enum {
6247         preempt_dynamic_none = 0,
6248         preempt_dynamic_voluntary,
6249         preempt_dynamic_full,
6250 };
6251
6252 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
6253
6254 int sched_dynamic_mode(const char *str)
6255 {
6256         if (!strcmp(str, "none"))
6257                 return preempt_dynamic_none;
6258
6259         if (!strcmp(str, "voluntary"))
6260                 return preempt_dynamic_voluntary;
6261
6262         if (!strcmp(str, "full"))
6263                 return preempt_dynamic_full;
6264
6265         return -EINVAL;
6266 }
6267
6268 void sched_dynamic_update(int mode)
6269 {
6270         /*
6271          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
6272          * the ZERO state, which is invalid.
6273          */
6274         static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6275         static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6276         static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6277         static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6278         static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6279
6280         switch (mode) {
6281         case preempt_dynamic_none:
6282                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6283                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6284                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6285                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6286                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6287                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
6288                 break;
6289
6290         case preempt_dynamic_voluntary:
6291                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6292                 static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6293                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6294                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6295                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6296                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
6297                 break;
6298
6299         case preempt_dynamic_full:
6300                 static_call_update(cond_resched, (void *)&__static_call_return0);
6301                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6302                 static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6303                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6304                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6305                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
6306                 break;
6307         }
6308
6309         preempt_dynamic_mode = mode;
6310 }
6311
6312 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
6313 {
6314         int mode = sched_dynamic_mode(str);
6315         if (mode < 0) {
6316                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
6317                 return 1;
6318         }
6319
6320         sched_dynamic_update(mode);
6321         return 0;
6322 }
6323 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
6324
6325 #endif /* CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
6326
6327 /*
6328  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6329  * off of irq context.
6330  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6331  * protect us against recursive calling from irq.
6332  */
6333 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6334 {
6335         enum ctx_state prev_state;
6336
6337         /* Catch callers which need to be fixed */
6338         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6339
6340         prev_state = exception_enter();
6341
6342         do {
6343                 preempt_disable();
6344                 local_irq_enable();
6345                 __schedule(true);
6346                 local_irq_disable();
6347                 sched_preempt_enable_no_resched();
6348         } while (need_resched());
6349
6350         exception_exit(prev_state);
6351 }
6352
6353 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6354                           void *key)
6355 {
6356         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6357         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6358 }
6359 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6360
6361 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6362
6363 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6364 {
6365         if (pi_task)
6366                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6367
6368         return prio;
6369 }
6370
6371 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6372 {
6373         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6374
6375         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6376 }
6377
6378 /*
6379  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6380  * @p: task to boost
6381  * @pi_task: donor task
6382  *
6383  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6384  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6385  *
6386  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6387  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6388  */
6389 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6390 {
6391         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6392                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6393         const struct sched_class *prev_class;
6394         struct rq_flags rf;
6395         struct rq *rq;
6396
6397         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6398         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6399
6400         /*
6401          * If nothing changed; bail early.
6402          */
6403         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6404                 return;
6405
6406         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6407         update_rq_clock(rq);
6408         /*
6409          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6410          * either lock.
6411          *
6412          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6413          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6414          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6415          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6416          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6417          */
6418         p->pi_top_task = pi_task;
6419
6420         /*
6421          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6422          */
6423         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6424                 goto out_unlock;
6425
6426         /*
6427          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6428          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6429          *
6430          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6431          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6432          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6433          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6434          * with interrupts disabled and will complete the lock
6435          * protected section without being interrupted. So there is no
6436          * real need to boost.
6437          */
6438         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6439                 WARN_ON(p != rq->curr);
6440                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6441                 goto out_unlock;
6442         }
6443
6444         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6445         oldprio = p->prio;
6446
6447         if (oldprio == prio)
6448                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6449
6450         prev_class = p->sched_class;
6451         queued = task_on_rq_queued(p);
6452         running = task_current(rq, p);
6453         if (queued)
6454                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6455         if (running)
6456                 put_prev_task(rq, p);
6457
6458         /*
6459          * Boosting condition are:
6460          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6461          *      --> -dl task blocks on mutex A
6462          *
6463          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6464          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6465          *          running task
6466          */
6467         if (dl_prio(prio)) {
6468                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
6469                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
6470                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
6471                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
6472                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
6473                 } else {
6474                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6475                 }
6476                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6477         } else if (rt_prio(prio)) {
6478                 if (dl_prio(oldprio))
6479                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6480                 if (oldprio < prio)
6481                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
6482                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6483         } else {
6484                 if (dl_prio(oldprio))
6485                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6486                 if (rt_prio(oldprio))
6487                         p->rt.timeout = 0;
6488                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6489         }
6490
6491         p->prio = prio;
6492
6493         if (queued)
6494                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
6495         if (running)
6496                 set_next_task(rq, p);
6497
6498         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6499 out_unlock:
6500         /* Avoid rq from going away on us: */
6501         preempt_disable();
6502
6503         rq_unpin_lock(rq, &rf);
6504         __balance_callbacks(rq);
6505         raw_spin_rq_unlock(rq);
6506
6507         preempt_enable();
6508 }
6509 #else
6510 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6511 {
6512         return prio;
6513 }
6514 #endif
6515
6516 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6517 {
6518         bool queued, running;
6519         int old_prio;
6520         struct rq_flags rf;
6521         struct rq *rq;
6522
6523         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6524                 return;
6525         /*
6526          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6527          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6528          */
6529         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6530         update_rq_clock(rq);
6531
6532         /*
6533          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6534          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6535          * it won't have any effect on scheduling until the task is
6536          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
6537          */
6538         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
6539                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6540                 goto out_unlock;
6541         }
6542         queued = task_on_rq_queued(p);
6543         running = task_current(rq, p);
6544         if (queued)
6545                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
6546         if (running)
6547                 put_prev_task(rq, p);
6548
6549         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6550         set_load_weight(p, true);
6551         old_prio = p->prio;
6552         p->prio = effective_prio(p);
6553
6554         if (queued)
6555                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6556         if (running)
6557                 set_next_task(rq, p);
6558
6559         /*
6560          * If the task increased its priority or is running and
6561          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6562          */
6563         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
6564
6565 out_unlock:
6566         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6567 }
6568 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6569
6570 /*
6571  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6572  * @p: task
6573  * @nice: nice value
6574  */
6575 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6576 {
6577         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
6578         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
6579
6580         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
6581                 capable(CAP_SYS_NICE));
6582 }
6583
6584 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6585
6586 /*
6587  * sys_nice - change the priority of the current process.
6588  * @increment: priority increment
6589  *
6590  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6591  * does similar things.
6592  */
6593 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6594 {
6595         long nice, retval;
6596
6597         /*
6598          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6599          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6600          * and we have a single winner.
6601          */
6602         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
6603         nice = task_nice(current) + increment;
6604
6605         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
6606         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6607                 return -EPERM;
6608
6609         retval = security_task_setnice(current, nice);
6610         if (retval)
6611                 return retval;
6612
6613         set_user_nice(current, nice);
6614         return 0;
6615 }
6616
6617 #endif
6618
6619 /**
6620  * task_prio - return the priority value of a given task.
6621  * @p: the task in question.
6622  *
6623  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
6624  *
6625  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
6626  *
6627  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
6628  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
6629  * deadline                     -101             -1           0
6630  */
6631 int task_prio(const struct task_struct *p)
6632 {
6633         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6634 }
6635
6636 /**
6637  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
6638  * @cpu: the processor in question.
6639  *
6640  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6641  */
6642 int idle_cpu(int cpu)
6643 {
6644         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6645
6646         if (rq->curr != rq->idle)
6647                 return 0;
6648
6649         if (rq->nr_running)
6650                 return 0;
6651
6652 #ifdef CONFIG_SMP
6653         if (rq->ttwu_pending)
6654                 return 0;
6655 #endif
6656
6657         return 1;
6658 }
6659
6660 /**
6661  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
6662  * @cpu: the CPU in question.
6663  *
6664  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6665  */
6666 int available_idle_cpu(int cpu)
6667 {
6668         if (!idle_cpu(cpu))
6669                 return 0;
6670
6671         if (vcpu_is_preempted(cpu))
6672                 return 0;
6673
6674         return 1;
6675 }
6676
6677 /**
6678  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
6679  * @cpu: the processor in question.
6680  *
6681  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
6682  */
6683 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6684 {
6685         return cpu_rq(cpu)->idle;
6686 }
6687
6688 #ifdef CONFIG_SMP
6689 /*
6690  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
6691  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
6692  *
6693  * The scheduler tracks the following metrics:
6694  *
6695  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
6696  *   cpu_bw_dl()
6697  *
6698  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
6699  * synchronized windows and are thus directly comparable.
6700  *
6701  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
6702  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
6703  * in the irq utilization.
6704  *
6705  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
6706  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
6707  * required to meet deadlines.
6708  */
6709 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
6710                                  unsigned long max, enum cpu_util_type type,
6711                                  struct task_struct *p)
6712 {
6713         unsigned long dl_util, util, irq;
6714         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6715
6716         if (!uclamp_is_used() &&
6717             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
6718                 return max;
6719         }
6720
6721         /*
6722          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
6723          * because of inaccuracies in how we track these -- see
6724          * update_irq_load_avg().
6725          */
6726         irq = cpu_util_irq(rq);
6727         if (unlikely(irq >= max))
6728                 return max;
6729
6730         /*
6731          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
6732          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
6733          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
6734          * to obtain the CPU's actual utilization.
6735          *
6736          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
6737          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
6738          * tasks.
6739          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
6740          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
6741          */
6742         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
6743         if (type == FREQUENCY_UTIL)
6744                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
6745
6746         dl_util = cpu_util_dl(rq);
6747
6748         /*
6749          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
6750          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
6751          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
6752          * that we select f_max when there is no idle time.
6753          *
6754          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
6755          * saturation when we should -- something for later.
6756          */
6757         if (util + dl_util >= max)
6758                 return max;
6759
6760         /*
6761          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
6762          * include util_dl and ignore dl_bw.
6763          */
6764         if (type == ENERGY_UTIL)
6765                 util += dl_util;
6766
6767         /*
6768          * There is still idle time; further improve the number by using the
6769          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
6770          * need to scale the task numbers:
6771          *
6772          *              max - irq
6773          *   U' = irq + --------- * U
6774          *                 max
6775          */
6776         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
6777         util += irq;
6778
6779         /*
6780          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
6781          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
6782          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
6783          * periods of time.
6784          *
6785          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
6786          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
6787          * an interface. So, we only do the latter for now.
6788          */
6789         if (type == FREQUENCY_UTIL)
6790                 util += cpu_bw_dl(rq);
6791
6792         return min(max, util);
6793 }
6794
6795 unsigned long sched_cpu_util(int cpu, unsigned long max)
6796 {
6797         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu_rq(cpu)), max,
6798                                   ENERGY_UTIL, NULL);
6799 }
6800 #endif /* CONFIG_SMP */
6801
6802 /**
6803  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6804  * @pid: the pid in question.
6805  *
6806  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
6807  */
6808 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6809 {
6810         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6811 }
6812
6813 /*
6814  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
6815  * it calls know not to change it.
6816  */
6817 #define SETPARAM_POLICY -1
6818
6819 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
6820                 const struct sched_attr *attr)
6821 {
6822         int policy = attr->sched_policy;
6823
6824         if (policy == SETPARAM_POLICY)
6825                 policy = p->policy;
6826
6827         p->policy = policy;
6828
6829         if (dl_policy(policy))
6830                 __setparam_dl(p, attr);
6831         else if (fair_policy(policy))
6832                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
6833
6834         /*
6835          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
6836          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
6837          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
6838          */
6839         p->rt_priority = attr->sched_priority;
6840         p->normal_prio = normal_prio(p);
6841         set_load_weight(p, true);
6842 }
6843
6844 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
6845 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
6846                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
6847 {
6848         /*
6849          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
6850          * either.
6851          */
6852         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
6853                 return;
6854
6855         __setscheduler_params(p, attr);
6856
6857         /*
6858          * Keep a potential priority boosting if called from
6859          * sched_setscheduler().
6860          */
6861         p->prio = normal_prio(p);
6862         if (keep_boost)
6863                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
6864
6865         if (dl_prio(p->prio))
6866                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6867         else if (rt_prio(p->prio))
6868                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6869         else
6870                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6871 }
6872
6873 /*
6874  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
6875  */
6876 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6877 {
6878         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6879         bool match;
6880
6881         rcu_read_lock();
6882         pcred = __task_cred(p);
6883         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
6884                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
6885         rcu_read_unlock();
6886         return match;
6887 }
6888
6889 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
6890                                 const struct sched_attr *attr,
6891                                 bool user, bool pi)
6892 {
6893         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
6894                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
6895         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
6896         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
6897         const struct sched_class *prev_class;
6898         struct callback_head *head;
6899         struct rq_flags rf;
6900         int reset_on_fork;
6901         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6902         struct rq *rq;
6903
6904         /* The pi code expects interrupts enabled */
6905         BUG_ON(pi && in_interrupt());
6906 recheck:
6907         /* Double check policy once rq lock held: */
6908         if (policy < 0) {
6909                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6910                 policy = oldpolicy = p->policy;
6911         } else {
6912                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
6913
6914                 if (!valid_policy(policy))
6915                         return -EINVAL;
6916         }
6917
6918         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
6919                 return -EINVAL;
6920
6921         /*
6922          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6923          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6924          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6925          */
6926         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
6927                 return -EINVAL;
6928         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
6929             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
6930                 return -EINVAL;
6931
6932         /*
6933          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6934          */
6935         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6936                 if (fair_policy(policy)) {
6937                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
6938                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
6939                                 return -EPERM;
6940                 }
6941
6942                 if (rt_policy(policy)) {
6943                         unsigned long rlim_rtprio =
6944                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
6945
6946                         /* Can't set/change the rt policy: */
6947                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6948                                 return -EPERM;
6949
6950                         /* Can't increase priority: */
6951                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
6952                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
6953                                 return -EPERM;
6954                 }
6955
6956                  /*
6957                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
6958                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
6959                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
6960                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
6961                   */
6962                 if (dl_policy(policy))
6963                         return -EPERM;
6964
6965                 /*
6966                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
6967                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
6968                  */
6969                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
6970                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
6971                                 return -EPERM;
6972                 }
6973
6974                 /* Can't change other user's priorities: */
6975                 if (!check_same_owner(p))
6976                         return -EPERM;
6977
6978                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
6979                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6980                         return -EPERM;
6981         }
6982
6983         if (user) {
6984                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
6985                         return -EINVAL;
6986
6987                 retval = security_task_setscheduler(p);
6988                 if (retval)
6989                         return retval;
6990         }
6991
6992         /* Update task specific "requested" clamps */
6993         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
6994                 retval = uclamp_validate(p, attr);
6995                 if (retval)
6996                         return retval;
6997         }
6998
6999         if (pi)
7000                 cpuset_read_lock();
7001
7002         /*
7003          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7004          * changing the priority of the task:
7005          *
7006          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7007          * runqueue lock must be held.
7008          */
7009         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7010         update_rq_clock(rq);
7011
7012         /*
7013          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7014          */
7015         if (p == rq->stop) {
7016                 retval = -EINVAL;
7017                 goto unlock;
7018         }
7019
7020         /*
7021          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7022          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7023          */
7024         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7025                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7026                         goto change;
7027                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7028                         goto change;
7029                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7030                         goto change;
7031                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7032                         goto change;
7033
7034                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7035                 retval = 0;
7036                 goto unlock;
7037         }
7038 change:
7039
7040         if (user) {
7041 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7042                 /*
7043                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7044                  * assigned.
7045                  */
7046                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7047                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7048                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7049                         retval = -EPERM;
7050                         goto unlock;
7051                 }
7052 #endif
7053 #ifdef CONFIG_SMP
7054                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7055                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7056                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7057
7058                         /*
7059                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7060                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7061                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7062                          */
7063                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7064                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7065                                 retval = -EPERM;
7066                                 goto unlock;
7067                         }
7068                 }
7069 #endif
7070         }
7071
7072         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7073         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7074                 policy = oldpolicy = -1;
7075                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7076                 if (pi)
7077                         cpuset_read_unlock();
7078                 goto recheck;
7079         }
7080
7081         /*
7082          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7083          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7084          * is available.
7085          */
7086         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7087                 retval = -EBUSY;
7088                 goto unlock;
7089         }
7090
7091         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7092         oldprio = p->prio;
7093
7094         if (pi) {
7095                 /*
7096                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7097                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7098                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7099                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7100                  * itself.
7101                  */
7102                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
7103                 if (new_effective_prio == oldprio)
7104                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7105         }
7106
7107         queued = task_on_rq_queued(p);
7108         running = task_current(rq, p);
7109         if (queued)
7110                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7111         if (running)
7112                 put_prev_task(rq, p);
7113
7114         prev_class = p->sched_class;
7115
7116         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
7117         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7118
7119         if (queued) {
7120                 /*
7121                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7122                  * increased (user space view).
7123                  */
7124                 if (oldprio < p->prio)
7125                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7126
7127                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7128         }
7129         if (running)
7130                 set_next_task(rq, p);
7131
7132         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7133
7134         /* Avoid rq from going away on us: */
7135         preempt_disable();
7136         head = splice_balance_callbacks(rq);
7137         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7138
7139         if (pi) {
7140                 cpuset_read_unlock();
7141                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7142         }
7143
7144         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7145         balance_callbacks(rq, head);
7146         preempt_enable();
7147
7148         return 0;
7149
7150 unlock:
7151         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7152         if (pi)
7153                 cpuset_read_unlock();
7154         return retval;
7155 }
7156
7157 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7158                                const struct sched_param *param, bool check)
7159 {
7160         struct sched_attr attr = {
7161                 .sched_policy   = policy,
7162                 .sched_priority = param->sched_priority,
7163                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7164         };
7165
7166         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7167         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7168                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7169                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7170                 attr.sched_policy = policy;
7171         }
7172
7173         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7174 }
7175 /**
7176  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7177  * @p: the task in question.
7178  * @policy: new policy.
7179  * @param: structure containing the new RT priority.
7180  *
7181  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7182  *
7183  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7184  *
7185  * NOTE that the task may be already dead.
7186  */
7187 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7188                        const struct sched_param *param)
7189 {
7190         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7191 }
7192
7193 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7194 {
7195         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7196 }
7197
7198 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7199 {
7200         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7201 }
7202 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7203
7204 /**
7205  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7206  * @p: the task in question.
7207  * @policy: new policy.
7208  * @param: structure containing the new RT priority.
7209  *
7210  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7211  * current context has permission.  For example, this is needed in
7212  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7213  * but our caller might not have that capability.
7214  *
7215  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7216  */
7217 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7218                                const struct sched_param *param)
7219 {
7220         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7221 }
7222
7223 /*
7224  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7225  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7226  * be doing.
7227  *
7228  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7229  *
7230  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7231  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7232  * and smash them together and still expect them to work.
7233  *
7234  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7235  *
7236  *   MAX_RT_PRIO / 2
7237  *
7238  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7239  * know enough information to make a sensible choice.
7240  */
7241 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7242 {
7243         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7244         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7245 }
7246 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7247
7248 /*
7249  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7250  */
7251 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7252 {
7253         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7254         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7255 }
7256 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7257
7258 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7259 {
7260         struct sched_attr attr = {
7261                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7262                 .sched_nice = nice,
7263         };
7264         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7265 }
7266 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7267
7268 static int
7269 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7270 {
7271         struct sched_param lparam;
7272         struct task_struct *p;
7273         int retval;
7274
7275         if (!param || pid < 0)
7276                 return -EINVAL;
7277         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7278                 return -EFAULT;
7279
7280         rcu_read_lock();
7281         retval = -ESRCH;
7282         p = find_process_by_pid(pid);
7283         if (likely(p))
7284                 get_task_struct(p);
7285         rcu_read_unlock();
7286
7287         if (likely(p)) {
7288                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7289                 put_task_struct(p);
7290         }
7291
7292         return retval;
7293 }
7294
7295 /*
7296  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7297  */
7298 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7299 {
7300         u32 size;
7301         int ret;
7302
7303         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7304         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7305
7306         ret = get_user(size, &uattr->size);
7307         if (ret)
7308                 return ret;
7309
7310         /* ABI compatibility quirk: */
7311         if (!size)
7312                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7313         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7314                 goto err_size;
7315
7316         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7317         if (ret) {
7318                 if (ret == -E2BIG)
7319                         goto err_size;
7320                 return ret;
7321         }
7322
7323         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7324             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7325                 return -EINVAL;
7326
7327         /*
7328          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7329          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7330          */
7331         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7332
7333         return 0;
7334
7335 err_size:
7336         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7337         return -E2BIG;
7338 }
7339
7340 /**
7341  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7342  * @pid: the pid in question.
7343  * @policy: new policy.
7344  * @param: structure containing the new RT priority.
7345  *
7346  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7347  */
7348 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7349 {
7350         if (policy < 0)
7351                 return -EINVAL;
7352
7353         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7354 }
7355
7356 /**
7357  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7358  * @pid: the pid in question.
7359  * @param: structure containing the new RT priority.
7360  *
7361  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7362  */
7363 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7364 {
7365         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7366 }
7367
7368 /**
7369  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7370  * @pid: the pid in question.
7371  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7372  * @flags: for future extension.
7373  */
7374 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7375                                unsigned int, flags)
7376 {
7377         struct sched_attr attr;
7378         struct task_struct *p;
7379         int retval;
7380
7381         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7382                 return -EINVAL;
7383
7384         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7385         if (retval)
7386                 return retval;
7387
7388         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7389                 return -EINVAL;
7390         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7391                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7392
7393         rcu_read_lock();
7394         retval = -ESRCH;
7395         p = find_process_by_pid(pid);
7396         if (likely(p))
7397                 get_task_struct(p);
7398         rcu_read_unlock();
7399
7400         if (likely(p)) {
7401                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7402                 put_task_struct(p);
7403         }
7404
7405         return retval;
7406 }
7407
7408 /**
7409  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7410  * @pid: the pid in question.
7411  *
7412  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7413  * code.
7414  */
7415 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7416 {
7417         struct task_struct *p;
7418         int retval;
7419
7420         if (pid < 0)
7421                 return -EINVAL;
7422
7423         retval = -ESRCH;
7424         rcu_read_lock();
7425         p = find_process_by_pid(pid);
7426         if (p) {
7427                 retval = security_task_getscheduler(p);
7428                 if (!retval)
7429                         retval = p->policy
7430                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7431         }
7432         rcu_read_unlock();
7433         return retval;
7434 }
7435
7436 /**
7437  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7438  * @pid: the pid in question.
7439  * @param: structure containing the RT priority.
7440  *
7441  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7442  * code.
7443  */
7444 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7445 {
7446         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7447         struct task_struct *p;
7448         int retval;
7449
7450         if (!param || pid < 0)
7451                 return -EINVAL;
7452
7453         rcu_read_lock();
7454         p = find_process_by_pid(pid);
7455         retval = -ESRCH;
7456         if (!p)
7457                 goto out_unlock;
7458
7459         retval = security_task_getscheduler(p);
7460         if (retval)
7461                 goto out_unlock;
7462
7463         if (task_has_rt_policy(p))
7464                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
7465         rcu_read_unlock();
7466
7467         /*
7468          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
7469          */
7470         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
7471
7472         return retval;
7473
7474 out_unlock:
7475         rcu_read_unlock();
7476         return retval;
7477 }
7478
7479 /*
7480  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
7481  * than what user-space knows about) to user-space.
7482  *
7483  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
7484  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
7485  * have the same size.
7486  */
7487 static int
7488 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
7489                         struct sched_attr *kattr,
7490                         unsigned int usize)
7491 {
7492         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
7493
7494         if (!access_ok(uattr, usize))
7495                 return -EFAULT;
7496
7497         /*
7498          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
7499          *
7500          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
7501          *
7502          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
7503          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
7504          *
7505          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
7506          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
7507          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
7508          * which is set to ksize in this case.
7509          */
7510         kattr->size = min(usize, ksize);
7511
7512         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
7513                 return -EFAULT;
7514
7515         return 0;
7516 }
7517
7518 /**
7519  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
7520  * @pid: the pid in question.
7521  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7522  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
7523  * @flags: for future extension.
7524  */
7525 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7526                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
7527 {
7528         struct sched_attr kattr = { };
7529         struct task_struct *p;
7530         int retval;
7531
7532         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
7533             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
7534                 return -EINVAL;
7535
7536         rcu_read_lock();
7537         p = find_process_by_pid(pid);
7538         retval = -ESRCH;
7539         if (!p)
7540                 goto out_unlock;
7541
7542         retval = security_task_getscheduler(p);
7543         if (retval)
7544                 goto out_unlock;
7545
7546         kattr.sched_policy = p->policy;
7547         if (p->sched_reset_on_fork)
7548                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7549         if (task_has_dl_policy(p))
7550                 __getparam_dl(p, &kattr);
7551         else if (task_has_rt_policy(p))
7552                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
7553         else
7554                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
7555
7556 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
7557         /*
7558          * This could race with another potential updater, but this is fine
7559          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
7560          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
7561          */
7562         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
7563         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
7564 #endif
7565
7566         rcu_read_unlock();
7567
7568         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
7569
7570 out_unlock:
7571         rcu_read_unlock();
7572         return retval;
7573 }
7574
7575 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
7576 {
7577         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
7578         struct task_struct *p;
7579         int retval;
7580
7581         rcu_read_lock();
7582
7583         p = find_process_by_pid(pid);
7584         if (!p) {
7585                 rcu_read_unlock();
7586                 return -ESRCH;
7587         }
7588
7589         /* Prevent p going away */
7590         get_task_struct(p);
7591         rcu_read_unlock();
7592
7593         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
7594                 retval = -EINVAL;
7595                 goto out_put_task;
7596         }
7597         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
7598                 retval = -ENOMEM;
7599                 goto out_put_task;
7600         }
7601         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
7602                 retval = -ENOMEM;
7603                 goto out_free_cpus_allowed;
7604         }
7605         retval = -EPERM;
7606         if (!check_same_owner(p)) {
7607                 rcu_read_lock();
7608                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
7609                         rcu_read_unlock();
7610                         goto out_free_new_mask;
7611                 }
7612                 rcu_read_unlock();
7613         }
7614
7615         retval = security_task_setscheduler(p);
7616         if (retval)
7617                 goto out_free_new_mask;
7618
7619
7620         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7621         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
7622
7623         /*
7624          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
7625          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
7626          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
7627          * root_domain.
7628          */
7629 #ifdef CONFIG_SMP
7630         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
7631                 rcu_read_lock();
7632                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
7633                         retval = -EBUSY;
7634                         rcu_read_unlock();
7635                         goto out_free_new_mask;
7636                 }
7637                 rcu_read_unlock();
7638         }
7639 #endif
7640 again:
7641         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK);
7642
7643         if (!retval) {
7644                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7645                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
7646                         /*
7647                          * We must have raced with a concurrent cpuset
7648                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
7649                          * cpuset's cpus_allowed
7650                          */
7651                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
7652                         goto again;
7653                 }
7654         }
7655 out_free_new_mask:
7656         free_cpumask_var(new_mask);
7657 out_free_cpus_allowed:
7658         free_cpumask_var(cpus_allowed);
7659 out_put_task:
7660         put_task_struct(p);
7661         return retval;
7662 }
7663
7664 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
7665                              struct cpumask *new_mask)
7666 {
7667         if (len < cpumask_size())
7668                 cpumask_clear(new_mask);
7669         else if (len > cpumask_size())
7670                 len = cpumask_size();
7671
7672         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
7673 }
7674
7675 /**
7676  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
7677  * @pid: pid of the process
7678  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
7679  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
7680  *
7681  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7682  */
7683 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
7684                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
7685 {
7686         cpumask_var_t new_mask;
7687         int retval;
7688
7689         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
7690                 return -ENOMEM;
7691
7692         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
7693         if (retval == 0)
7694                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
7695         free_cpumask_var(new_mask);
7696         return retval;
7697 }
7698
7699 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
7700 {
7701         struct task_struct *p;
7702         unsigned long flags;
7703         int retval;
7704
7705         rcu_read_lock();
7706
7707         retval = -ESRCH;
7708         p = find_process_by_pid(pid);
7709         if (!p)
7710                 goto out_unlock;
7711
7712         retval = security_task_getscheduler(p);
7713         if (retval)
7714                 goto out_unlock;
7715
7716         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
7717         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
7718         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
7719
7720 out_unlock:
7721         rcu_read_unlock();
7722
7723         return retval;
7724 }
7725
7726 /**
7727  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
7728  * @pid: pid of the process
7729  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
7730  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
7731  *
7732  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
7733  * error code otherwise.
7734  */
7735 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
7736                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
7737 {
7738         int ret;
7739         cpumask_var_t mask;
7740
7741         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
7742                 return -EINVAL;
7743         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
7744                 return -EINVAL;
7745
7746         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
7747                 return -ENOMEM;
7748
7749         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
7750         if (ret == 0) {
7751                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
7752
7753                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
7754                         ret = -EFAULT;
7755                 else
7756                         ret = retlen;
7757         }
7758         free_cpumask_var(mask);
7759
7760         return ret;
7761 }
7762
7763 static void do_sched_yield(void)
7764 {
7765         struct rq_flags rf;
7766         struct rq *rq;
7767
7768         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
7769
7770         schedstat_inc(rq->yld_count);
7771         current->sched_class->yield_task(rq);
7772
7773         preempt_disable();
7774         rq_unlock_irq(rq, &rf);
7775         sched_preempt_enable_no_resched();
7776
7777         schedule();
7778 }
7779
7780 /**
7781  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
7782  *
7783  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
7784  * other threads running on this CPU then this function will return.
7785  *
7786  * Return: 0.
7787  */
7788 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
7789 {
7790         do_sched_yield();
7791         return 0;
7792 }
7793
7794 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
7795 int __sched __cond_resched(void)
7796 {
7797         if (should_resched(0)) {
7798                 preempt_schedule_common();
7799                 return 1;
7800         }
7801 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
7802         rcu_all_qs();
7803 #endif
7804         return 0;
7805 }
7806 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
7807 #endif
7808
7809 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
7810 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
7811 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
7812
7813 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
7814 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
7815 #endif
7816
7817 /*
7818  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
7819  * call schedule, and on return reacquire the lock.
7820  *
7821  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
7822  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
7823  * spin_unlock(), once by hand).
7824  */
7825 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
7826 {
7827         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7828         int ret = 0;
7829
7830         lockdep_assert_held(lock);
7831
7832         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
7833                 spin_unlock(lock);
7834                 if (resched)
7835                         preempt_schedule_common();
7836                 else
7837                         cpu_relax();
7838                 ret = 1;
7839                 spin_lock(lock);
7840         }
7841         return ret;
7842 }
7843 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
7844
7845 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
7846 {
7847         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7848         int ret = 0;
7849
7850         lockdep_assert_held_read(lock);
7851
7852         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
7853                 read_unlock(lock);
7854                 if (resched)
7855                         preempt_schedule_common();
7856                 else
7857                         cpu_relax();
7858                 ret = 1;
7859                 read_lock(lock);
7860         }
7861         return ret;
7862 }
7863 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
7864
7865 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
7866 {
7867         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7868         int ret = 0;
7869
7870         lockdep_assert_held_write(lock);
7871
7872         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
7873                 write_unlock(lock);
7874                 if (resched)
7875                         preempt_schedule_common();
7876                 else
7877                         cpu_relax();
7878                 ret = 1;
7879                 write_lock(lock);
7880         }
7881         return ret;
7882 }
7883 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
7884
7885 /**
7886  * yield - yield the current processor to other threads.
7887  *
7888  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
7889  *
7890  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
7891  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
7892  * it, it's already broken.
7893  *
7894  * Typical broken usage is:
7895  *
7896  * while (!event)
7897  *      yield();
7898  *
7899  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
7900  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
7901  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
7902  *
7903  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
7904  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
7905  * If you still want to use yield(), do not!
7906  */
7907 void __sched yield(void)
7908 {
7909         set_current_state(TASK_RUNNING);
7910         do_sched_yield();
7911 }
7912 EXPORT_SYMBOL(yield);
7913
7914 /**
7915  * yield_to - yield the current processor to another thread in
7916  * your thread group, or accelerate that thread toward the
7917  * processor it's on.
7918  * @p: target task
7919  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
7920  *
7921  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
7922  * can't go away on us before we can do any checks.
7923  *
7924  * Return:
7925  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
7926  *      false (0) if we failed to boost the target.
7927  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
7928  */
7929 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
7930 {
7931         struct task_struct *curr = current;
7932         struct rq *rq, *p_rq;
7933         unsigned long flags;
7934         int yielded = 0;
7935
7936         local_irq_save(flags);
7937         rq = this_rq();
7938
7939 again:
7940         p_rq = task_rq(p);
7941         /*
7942          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
7943          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
7944          */
7945         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
7946                 yielded = -ESRCH;
7947                 goto out_irq;
7948         }
7949
7950         double_rq_lock(rq, p_rq);
7951         if (task_rq(p) != p_rq) {
7952                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
7953                 goto again;
7954         }
7955
7956         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
7957                 goto out_unlock;
7958
7959         if (curr->sched_class != p->sched_class)
7960                 goto out_unlock;
7961
7962         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
7963                 goto out_unlock;
7964
7965         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
7966         if (yielded) {
7967                 schedstat_inc(rq->yld_count);
7968                 /*
7969                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
7970                  * fairness.
7971                  */
7972                 if (preempt && rq != p_rq)
7973                         resched_curr(p_rq);
7974         }
7975
7976 out_unlock:
7977         double_rq_unlock(rq, p_rq);
7978 out_irq:
7979         local_irq_restore(flags);
7980
7981         if (yielded > 0)
7982                 schedule();
7983
7984         return yielded;
7985 }
7986 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
7987
7988 int io_schedule_prepare(void)
7989 {
7990         int old_iowait = current->in_iowait;
7991
7992         current->in_iowait = 1;
7993         blk_schedule_flush_plug(current);
7994
7995         return old_iowait;
7996 }
7997
7998 void io_schedule_finish(int token)
7999 {
8000         current->in_iowait = token;
8001 }
8002
8003 /*
8004  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8005  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8006  */
8007 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8008 {
8009         int token;
8010         long ret;
8011
8012         token = io_schedule_prepare();
8013         ret = schedule_timeout(timeout);
8014         io_schedule_finish(token);
8015
8016         return ret;
8017 }
8018 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8019
8020 void __sched io_schedule(void)
8021 {
8022         int token;
8023
8024         token = io_schedule_prepare();
8025         schedule();
8026         io_schedule_finish(token);
8027 }
8028 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8029
8030 /**
8031  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8032  * @policy: scheduling class.
8033  *
8034  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8035  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8036  * On failure, a negative error code is returned.
8037  */
8038 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8039 {
8040         int ret = -EINVAL;
8041
8042         switch (policy) {
8043         case SCHED_FIFO:
8044         case SCHED_RR:
8045                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8046                 break;
8047         case SCHED_DEADLINE:
8048         case SCHED_NORMAL:
8049         case SCHED_BATCH:
8050         case SCHED_IDLE:
8051                 ret = 0;
8052                 break;
8053         }
8054         return ret;
8055 }
8056
8057 /**
8058  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8059  * @policy: scheduling class.
8060  *
8061  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8062  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8063  * On failure, a negative error code is returned.
8064  */
8065 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8066 {
8067         int ret = -EINVAL;
8068
8069         switch (policy) {
8070         case SCHED_FIFO:
8071         case SCHED_RR:
8072                 ret = 1;
8073                 break;
8074         case SCHED_DEADLINE:
8075         case SCHED_NORMAL:
8076         case SCHED_BATCH:
8077         case SCHED_IDLE:
8078                 ret = 0;
8079         }
8080         return ret;
8081 }
8082
8083 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8084 {
8085         struct task_struct *p;
8086         unsigned int time_slice;
8087         struct rq_flags rf;
8088         struct rq *rq;
8089         int retval;
8090
8091         if (pid < 0)
8092                 return -EINVAL;
8093
8094         retval = -ESRCH;
8095         rcu_read_lock();
8096         p = find_process_by_pid(pid);
8097         if (!p)
8098                 goto out_unlock;
8099
8100         retval = security_task_getscheduler(p);
8101         if (retval)
8102                 goto out_unlock;
8103
8104         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8105         time_slice = 0;
8106         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8107                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8108         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8109
8110         rcu_read_unlock();
8111         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8112         return 0;
8113
8114 out_unlock:
8115         rcu_read_unlock();
8116         return retval;
8117 }
8118
8119 /**
8120  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8121  * @pid: pid of the process.
8122  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8123  *
8124  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8125  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8126  *
8127  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8128  * an error code.
8129  */
8130 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8131                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8132 {
8133         struct timespec64 t;
8134         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8135
8136         if (retval == 0)
8137                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8138
8139         return retval;
8140 }
8141
8142 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8143 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8144                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8145 {
8146         struct timespec64 t;
8147         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8148
8149         if (retval == 0)
8150                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8151         return retval;
8152 }
8153 #endif
8154
8155 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8156 {
8157         unsigned long free = 0;
8158         int ppid;
8159
8160         if (!try_get_task_stack(p))
8161                 return;
8162
8163         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8164
8165         if (p->state == TASK_RUNNING)
8166                 pr_cont("  running task    ");
8167 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8168         free = stack_not_used(p);
8169 #endif
8170         ppid = 0;
8171         rcu_read_lock();
8172         if (pid_alive(p))
8173                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8174         rcu_read_unlock();
8175         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
8176                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8177                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
8178
8179         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8180         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8181         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8182         put_task_stack(p);
8183 }
8184 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8185
8186 static inline bool
8187 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8188 {
8189         /* no filter, everything matches */
8190         if (!state_filter)
8191                 return true;
8192
8193         /* filter, but doesn't match */
8194         if (!(p->state & state_filter))
8195                 return false;
8196
8197         /*
8198          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8199          * TASK_KILLABLE).
8200          */
8201         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
8202                 return false;
8203
8204         return true;
8205 }
8206
8207
8208 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
8209 {
8210         struct task_struct *g, *p;
8211
8212         rcu_read_lock();
8213         for_each_process_thread(g, p) {
8214                 /*
8215                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
8216                  * console might take a lot of time:
8217                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
8218                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
8219                  * an IPI.
8220                  */
8221                 touch_nmi_watchdog();
8222                 touch_all_softlockup_watchdogs();
8223                 if (state_filter_match(state_filter, p))
8224                         sched_show_task(p);
8225         }
8226
8227 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8228         if (!state_filter)
8229                 sysrq_sched_debug_show();
8230 #endif
8231         rcu_read_unlock();
8232         /*
8233          * Only show locks if all tasks are dumped:
8234          */
8235         if (!state_filter)
8236                 debug_show_all_locks();
8237 }
8238
8239 /**
8240  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
8241  * @idle: task in question
8242  * @cpu: CPU the idle task belongs to
8243  *
8244  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
8245  * flag, to make booting more robust.
8246  */
8247 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
8248 {
8249         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8250         unsigned long flags;
8251
8252         __sched_fork(0, idle);
8253
8254         /*
8255          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
8256          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
8257          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
8258          * kthreads.
8259          */
8260         set_kthread_struct(idle);
8261
8262         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
8263         raw_spin_rq_lock(rq);
8264
8265         idle->state = TASK_RUNNING;
8266         idle->se.exec_start = sched_clock();
8267         /*
8268          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
8269          * look like a proper per-CPU kthread.
8270          */
8271         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
8272         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
8273
8274         scs_task_reset(idle);
8275         kasan_unpoison_task_stack(idle);
8276
8277 #ifdef CONFIG_SMP
8278         /*
8279          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
8280          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
8281          *
8282          * And since this is boot we can forgo the serialization.
8283          */
8284         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
8285 #endif
8286         /*
8287          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
8288          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
8289          * lockdep check in task_group() will fail.
8290          *
8291          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
8292          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
8293          *
8294          * Silence PROVE_RCU
8295          */
8296         rcu_read_lock();
8297         __set_task_cpu(idle, cpu);
8298         rcu_read_unlock();
8299
8300         rq->idle = idle;
8301         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
8302         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
8303 #ifdef CONFIG_SMP
8304         idle->on_cpu = 1;
8305 #endif
8306         raw_spin_rq_unlock(rq);
8307         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
8308
8309         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
8310         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
8311
8312         /*
8313          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
8314          */
8315         idle->sched_class = &idle_sched_class;
8316         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
8317         vtime_init_idle(idle, cpu);
8318 #ifdef CONFIG_SMP
8319         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
8320 #endif
8321 }
8322
8323 #ifdef CONFIG_SMP
8324
8325 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
8326                               const struct cpumask *trial)
8327 {
8328         int ret = 1;
8329
8330         if (!cpumask_weight(cur))
8331                 return ret;
8332
8333         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
8334
8335         return ret;
8336 }
8337
8338 int task_can_attach(struct task_struct *p,
8339                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
8340 {
8341         int ret = 0;
8342
8343         /*
8344          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
8345          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
8346          * affinity and isolating such threads by their set of
8347          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
8348          * applicable for such threads.  This prevents checking for
8349          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
8350          * before cpus_mask may be changed.
8351          */
8352         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8353                 ret = -EINVAL;
8354                 goto out;
8355         }
8356
8357         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
8358                                               cs_cpus_allowed))
8359                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
8360
8361 out:
8362         return ret;
8363 }
8364
8365 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
8366
8367 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8368 /* Migrate current task p to target_cpu */
8369 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
8370 {
8371         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
8372         int curr_cpu = task_cpu(p);
8373
8374         if (curr_cpu == target_cpu)
8375                 return 0;
8376
8377         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
8378                 return -EINVAL;
8379
8380         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
8381
8382         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
8383         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
8384 }
8385
8386 /*
8387  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
8388  * tasks on the runqueues
8389  */
8390 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
8391 {
8392         bool queued, running;
8393         struct rq_flags rf;
8394         struct rq *rq;
8395
8396         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8397         queued = task_on_rq_queued(p);
8398         running = task_current(rq, p);
8399
8400         if (queued)
8401                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
8402         if (running)
8403                 put_prev_task(rq, p);
8404
8405         p->numa_preferred_nid = nid;
8406
8407         if (queued)
8408                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
8409         if (running)
8410                 set_next_task(rq, p);
8411         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8412 }
8413 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8414
8415 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8416 /*
8417  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
8418  * offline.
8419  */
8420 void idle_task_exit(void)
8421 {
8422         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
8423
8424         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
8425         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
8426
8427         if (mm != &init_mm) {
8428                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
8429                 finish_arch_post_lock_switch();
8430         }
8431
8432         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
8433 }
8434
8435 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
8436 {
8437         struct task_struct *p = arg;
8438         struct rq *rq = this_rq();
8439         struct rq_flags rf;
8440         int cpu;
8441
8442         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
8443         rq_lock(rq, &rf);
8444
8445         update_rq_clock(rq);
8446
8447         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
8448                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
8449                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
8450         }
8451
8452         rq_unlock(rq, &rf);
8453         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
8454
8455         put_task_struct(p);
8456
8457         return 0;
8458 }
8459
8460 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
8461
8462 /*
8463  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
8464  *
8465  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
8466  * effective when the hotplug motion is down.
8467  */
8468 static void balance_push(struct rq *rq)
8469 {
8470         struct task_struct *push_task = rq->curr;
8471
8472         lockdep_assert_rq_held(rq);
8473         SCHED_WARN_ON(rq->cpu != smp_processor_id());
8474
8475         /*
8476          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
8477          */
8478         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8479
8480         /*
8481          * Only active while going offline.
8482          */
8483         if (!cpu_dying(rq->cpu))
8484                 return;
8485
8486         /*
8487          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
8488          * required to complete the hotplug process.
8489          */
8490         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
8491             is_migration_disabled(push_task)) {
8492
8493                 /*
8494                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
8495                  * up the hotplug control thread which might wait for the
8496                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
8497                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
8498                  * and can't obviously be running in parallel.
8499                  *
8500                  * On RT kernels this also has to check whether there are
8501                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
8502                  * need to leave the migrate disabled section first.
8503                  */
8504                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
8505                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
8506                         raw_spin_rq_unlock(rq);
8507                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
8508                         raw_spin_rq_lock(rq);
8509                 }
8510                 return;
8511         }
8512
8513         get_task_struct(push_task);
8514         /*
8515          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
8516          * Both preemption and IRQs are still disabled.
8517          */
8518         raw_spin_rq_unlock(rq);
8519         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
8520                             this_cpu_ptr(&push_work));
8521         /*
8522          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
8523          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
8524          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
8525          */
8526         raw_spin_rq_lock(rq);
8527 }
8528
8529 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
8530 {
8531         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8532         struct rq_flags rf;
8533
8534         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8535         if (on) {
8536                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
8537                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8538         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
8539                 rq->balance_callback = NULL;
8540         }
8541         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8542 }
8543
8544 /*
8545  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
8546  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
8547  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
8548  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
8549  */
8550 static void balance_hotplug_wait(void)
8551 {
8552         struct rq *rq = this_rq();
8553
8554         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
8555                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
8556                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
8557 }
8558
8559 #else
8560
8561 static inline void balance_push(struct rq *rq)
8562 {
8563 }
8564
8565 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
8566 {
8567 }
8568
8569 static inline void balance_hotplug_wait(void)
8570 {
8571 }
8572
8573 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
8574
8575 void set_rq_online(struct rq *rq)
8576 {
8577         if (!rq->online) {
8578                 const struct sched_class *class;
8579
8580                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8581                 rq->online = 1;
8582
8583                 for_each_class(class) {
8584                         if (class->rq_online)
8585                                 class->rq_online(rq);
8586                 }
8587         }
8588 }
8589
8590 void set_rq_offline(struct rq *rq)
8591 {
8592         if (rq->online) {
8593                 const struct sched_class *class;
8594
8595                 for_each_class(class) {
8596                         if (class->rq_offline)
8597                                 class->rq_offline(rq);
8598                 }
8599
8600                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8601                 rq->online = 0;
8602         }
8603 }
8604
8605 /*
8606  * used to mark begin/end of suspend/resume:
8607  */
8608 static int num_cpus_frozen;
8609
8610 /*
8611  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
8612  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
8613  * around partition_sched_domains().
8614  *
8615  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
8616  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
8617  */
8618 static void cpuset_cpu_active(void)
8619 {
8620         if (cpuhp_tasks_frozen) {
8621                 /*
8622                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
8623                  * resume sequence. As long as this is not the last online
8624                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
8625                  * domain, ignoring cpusets.
8626                  */
8627                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8628                 if (--num_cpus_frozen)
8629                         return;
8630                 /*
8631                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
8632                  * restore the original sched domains by considering the
8633                  * cpuset configurations.
8634                  */
8635                 cpuset_force_rebuild();
8636         }
8637         cpuset_update_active_cpus();
8638 }
8639
8640 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
8641 {
8642         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
8643                 if (dl_cpu_busy(cpu))
8644                         return -EBUSY;
8645                 cpuset_update_active_cpus();
8646         } else {
8647                 num_cpus_frozen++;
8648                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8649         }
8650         return 0;
8651 }
8652
8653 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
8654 {
8655         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8656         struct rq_flags rf;
8657
8658         /*
8659          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
8660          * regular tasks.
8661          */
8662         balance_push_set(cpu, false);
8663
8664 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8665         /*
8666          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
8667          */
8668         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
8669                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
8670 #endif
8671         set_cpu_active(cpu, true);
8672
8673         if (sched_smp_initialized) {
8674                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
8675                 cpuset_cpu_active();
8676         }
8677
8678         /*
8679          * Put the rq online, if not already. This happens:
8680          *
8681          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
8682          *    after all CPUs have been brought up.
8683          *
8684          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
8685          *    domains.
8686          */
8687         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8688         if (rq->rd) {
8689                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
8690                 set_rq_online(rq);
8691         }
8692         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8693
8694         return 0;
8695 }
8696
8697 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
8698 {
8699         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8700         struct rq_flags rf;
8701         int ret;
8702
8703         /*
8704          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
8705          * load balancing when not active
8706          */
8707         nohz_balance_exit_idle(rq);
8708
8709         set_cpu_active(cpu, false);
8710
8711         /*
8712          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
8713          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
8714          * push those tasks away until this gets cleared, see
8715          * sched_cpu_dying().
8716          */
8717         balance_push_set(cpu, true);
8718
8719         /*
8720          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
8721          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
8722          * all new such users will observe it.
8723          *
8724          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
8725          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
8726          *
8727          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
8728          */
8729         synchronize_rcu();
8730
8731         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8732         if (rq->rd) {
8733                 update_rq_clock(rq);
8734                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
8735                 set_rq_offline(rq);
8736         }
8737         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8738
8739 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8740         /*
8741          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
8742          */
8743         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
8744                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
8745 #endif
8746
8747         if (!sched_smp_initialized)
8748                 return 0;
8749
8750         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
8751         if (ret) {
8752                 balance_push_set(cpu, false);
8753                 set_cpu_active(cpu, true);
8754                 return ret;
8755         }
8756         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
8757         return 0;
8758 }
8759
8760 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
8761 {
8762         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8763
8764         rq->calc_load_update = calc_load_update;
8765         update_max_interval();
8766 }
8767
8768 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
8769 {
8770         sched_core_cpu_starting(cpu);
8771         sched_rq_cpu_starting(cpu);
8772         sched_tick_start(cpu);
8773         return 0;
8774 }
8775
8776 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8777
8778 /*
8779  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
8780  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
8781  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
8782  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
8783  * any of those which might be on the way out are gone.
8784  *
8785  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
8786  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
8787  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
8788  */
8789 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
8790 {
8791         balance_hotplug_wait();
8792         return 0;
8793 }
8794
8795 /*
8796  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
8797  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
8798  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
8799  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
8800  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
8801  *
8802  * Also see the comment "Global load-average calculations".
8803  */
8804 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
8805 {
8806         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
8807
8808         if (delta)
8809                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
8810 }
8811
8812 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
8813 {
8814         struct task_struct *g, *p;
8815         int cpu = cpu_of(rq);
8816
8817         lockdep_assert_rq_held(rq);
8818
8819         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
8820         for_each_process_thread(g, p) {
8821                 if (task_cpu(p) != cpu)
8822                         continue;
8823
8824                 if (!task_on_rq_queued(p))
8825                         continue;
8826
8827                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
8828         }
8829 }
8830
8831 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
8832 {
8833         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8834         struct rq_flags rf;
8835
8836         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
8837         sched_tick_stop(cpu);
8838
8839         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8840         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
8841                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
8842                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
8843         }
8844         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8845
8846         calc_load_migrate(rq);
8847         update_max_interval();
8848         hrtick_clear(rq);
8849         return 0;
8850 }
8851 #endif
8852
8853 void __init sched_init_smp(void)
8854 {
8855         sched_init_numa();
8856
8857         /*
8858          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
8859          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
8860          * happen.
8861          */
8862         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8863         sched_init_domains(cpu_active_mask);
8864         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8865
8866         /* Move init over to a non-isolated CPU */
8867         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
8868                 BUG();
8869         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
8870         sched_init_granularity();
8871
8872         init_sched_rt_class();
8873         init_sched_dl_class();
8874
8875         sched_smp_initialized = true;
8876 }
8877
8878 static int __init migration_init(void)
8879 {
8880         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
8881         return 0;
8882 }
8883 early_initcall(migration_init);
8884
8885 #else
8886 void __init sched_init_smp(void)
8887 {
8888         sched_init_granularity();
8889 }
8890 #endif /* CONFIG_SMP */
8891
8892 int in_sched_functions(unsigned long addr)
8893 {
8894         return in_lock_functions(addr) ||
8895                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
8896                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
8897 }
8898
8899 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8900 /*
8901  * Default task group.
8902  * Every task in system belongs to this group at bootup.
8903  */
8904 struct task_group root_task_group;
8905 LIST_HEAD(task_groups);
8906
8907 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
8908 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
8909 #endif
8910
8911 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8912 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
8913
8914 void __init sched_init(void)
8915 {
8916         unsigned long ptr = 0;
8917         int i;
8918
8919         /* Make sure the linker didn't screw up */
8920         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
8921                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
8922                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
8923 #ifdef CONFIG_SMP
8924         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
8925 #endif
8926
8927         wait_bit_init();
8928
8929 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8930         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8931 #endif
8932 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8933         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8934 #endif
8935         if (ptr) {
8936                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
8937
8938 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8939                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
8940                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8941
8942                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
8943                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8944
8945                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
8946                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
8947 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8948 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8949                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
8950                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8951
8952                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
8953                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8954
8955 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8956         }
8957 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8958         for_each_possible_cpu(i) {
8959                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
8960                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8961                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
8962                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8963         }
8964 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
8965
8966         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
8967         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
8968
8969 #ifdef CONFIG_SMP
8970         init_defrootdomain();
8971 #endif
8972
8973 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8974         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
8975                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8976 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8977
8978 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8979         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
8980
8981         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
8982         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
8983         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
8984         autogroup_init(&init_task);
8985 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8986
8987         for_each_possible_cpu(i) {
8988                 struct rq *rq;
8989
8990                 rq = cpu_rq(i);
8991                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
8992                 rq->nr_running = 0;
8993                 rq->calc_load_active = 0;
8994                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8995                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
8996                 init_rt_rq(&rq->rt);
8997                 init_dl_rq(&rq->dl);
8998 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8999                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9000                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9001                 /*
9002                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9003                  *
9004                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9005                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9006                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9007                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9008                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9009                  * (se->load.weight).
9010                  *
9011                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9012                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9013                  * then A0's share of the CPU resource is:
9014                  *
9015                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9016                  *
9017                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9018                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9019                  */
9020                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9021 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9022
9023                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9024 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9025                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9026 #endif
9027 #ifdef CONFIG_SMP
9028                 rq->sd = NULL;
9029                 rq->rd = NULL;
9030                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9031                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9032                 rq->active_balance = 0;
9033                 rq->next_balance = jiffies;
9034                 rq->push_cpu = 0;
9035                 rq->cpu = i;
9036                 rq->online = 0;
9037                 rq->idle_stamp = 0;
9038                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9039                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9040
9041                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9042
9043                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9044 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9045                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9046                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9047
9048                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9049 #endif
9050 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9051                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9052 #endif
9053 #endif /* CONFIG_SMP */
9054                 hrtick_rq_init(rq);
9055                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9056
9057 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9058                 rq->core = NULL;
9059                 rq->core_pick = NULL;
9060                 rq->core_enabled = 0;
9061                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9062                 rq->core_forceidle = false;
9063
9064                 rq->core_cookie = 0UL;
9065 #endif
9066         }
9067
9068         set_load_weight(&init_task, false);
9069
9070         /*
9071          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9072          */
9073         mmgrab(&init_mm);
9074         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9075
9076         /*
9077          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9078          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9079          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9080          * when this runqueue becomes "idle".
9081          */
9082         init_idle(current, smp_processor_id());
9083
9084         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9085
9086 #ifdef CONFIG_SMP
9087         idle_thread_set_boot_cpu();
9088         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9089 #endif
9090         init_sched_fair_class();
9091
9092         init_schedstats();
9093
9094         psi_init();
9095
9096         init_uclamp();
9097
9098         scheduler_running = 1;
9099 }
9100
9101 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9102 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
9103 {
9104         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
9105
9106         return (nested == preempt_offset);
9107 }
9108
9109 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9110 {
9111         /*
9112          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9113          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9114          * otherwise we will destroy state.
9115          */
9116         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9117                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9118                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
9119                         current->state,
9120                         (void *)current->task_state_change,
9121                         (void *)current->task_state_change);
9122
9123         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
9124 }
9125 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9126
9127 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9128 {
9129         /* Ratelimiting timestamp: */
9130         static unsigned long prev_jiffy;
9131
9132         unsigned long preempt_disable_ip;
9133
9134         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9135         rcu_sleep_check();
9136
9137         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
9138              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9139             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9140             oops_in_progress)
9141                 return;
9142
9143         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9144                 return;
9145         prev_jiffy = jiffies;
9146
9147         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9148         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9149
9150         printk(KERN_ERR
9151                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9152                         file, line);
9153         printk(KERN_ERR
9154                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9155                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9156                         current->pid, current->comm);
9157
9158         if (task_stack_end_corrupted(current))
9159                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9160
9161         debug_show_held_locks(current);
9162         if (irqs_disabled())
9163                 print_irqtrace_events(current);
9164         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
9165             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
9166                 pr_err("Preemption disabled at:");
9167                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
9168         }
9169         dump_stack();
9170         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9171 }
9172 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
9173
9174 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9175 {
9176         static unsigned long prev_jiffy;
9177
9178         if (irqs_disabled())
9179                 return;
9180
9181         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9182                 return;
9183
9184         if (preempt_count() > preempt_offset)
9185                 return;
9186
9187         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9188                 return;
9189         prev_jiffy = jiffies;
9190
9191         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
9192         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9193                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9194                         current->pid, current->comm);
9195
9196         debug_show_held_locks(current);
9197         dump_stack();
9198         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9199 }
9200 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
9201
9202 #ifdef CONFIG_SMP
9203 void __cant_migrate(const char *file, int line)
9204 {
9205         static unsigned long prev_jiffy;
9206
9207         if (irqs_disabled())
9208                 return;
9209
9210         if (is_migration_disabled(current))
9211                 return;
9212
9213         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9214                 return;
9215
9216         if (preempt_count() > 0)
9217                 return;
9218
9219         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9220                 return;
9221         prev_jiffy = jiffies;
9222
9223         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
9224         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
9225                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
9226                current->pid, current->comm);
9227
9228         debug_show_held_locks(current);
9229         dump_stack();
9230         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9231 }
9232 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
9233 #endif
9234 #endif
9235
9236 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9237 void normalize_rt_tasks(void)
9238 {
9239         struct task_struct *g, *p;
9240         struct sched_attr attr = {
9241                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
9242         };
9243
9244         read_lock(&tasklist_lock);
9245         for_each_process_thread(g, p) {
9246                 /*
9247                  * Only normalize user tasks:
9248                  */
9249                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
9250                         continue;
9251
9252                 p->se.exec_start = 0;
9253                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
9254                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
9255                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
9256
9257                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
9258                         /*
9259                          * Renice negative nice level userspace
9260                          * tasks back to 0:
9261                          */
9262                         if (task_nice(p) < 0)
9263                                 set_user_nice(p, 0);
9264                         continue;
9265                 }
9266
9267                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
9268         }
9269         read_unlock(&tasklist_lock);
9270 }
9271
9272 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9273
9274 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
9275 /*
9276  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
9277  *
9278  * They can only be called when the whole system has been
9279  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
9280  * activity can take place. Using them for anything else would
9281  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
9282  * under any other configuration.
9283  */
9284
9285 /**
9286  * curr_task - return the current task for a given CPU.
9287  * @cpu: the processor in question.
9288  *
9289  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9290  *
9291  * Return: The current task for @cpu.
9292  */
9293 struct task_struct *curr_task(int cpu)
9294 {
9295         return cpu_curr(cpu);
9296 }
9297
9298 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
9299
9300 #ifdef CONFIG_IA64
9301 /**
9302  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
9303  * @cpu: the processor in question.
9304  * @p: the task pointer to set.
9305  *
9306  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
9307  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
9308  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
9309  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
9310  * and caller must save the original value of the current task (see
9311  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
9312  * re-starting the system.
9313  *
9314  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9315  */
9316 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
9317 {
9318         cpu_curr(cpu) = p;
9319 }
9320
9321 #endif
9322
9323 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9324 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
9325 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
9326
9327 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
9328                                             struct task_group *parent)
9329 {
9330 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9331         enum uclamp_id clamp_id;
9332
9333         for_each_clamp_id(clamp_id) {
9334                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
9335                               uclamp_none(clamp_id), false);
9336                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
9337         }
9338 #endif
9339 }
9340
9341 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
9342 {
9343         free_fair_sched_group(tg);
9344         free_rt_sched_group(tg);
9345         autogroup_free(tg);
9346         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
9347 }
9348
9349 /* allocate runqueue etc for a new task group */
9350 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
9351 {
9352         struct task_group *tg;
9353
9354         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
9355         if (!tg)
9356                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9357
9358         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
9359                 goto err;
9360
9361         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
9362                 goto err;
9363
9364         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
9365
9366         return tg;
9367
9368 err:
9369         sched_free_group(tg);
9370         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9371 }
9372
9373 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9374 {
9375         unsigned long flags;
9376
9377         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9378         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
9379
9380         /* Root should already exist: */
9381         WARN_ON(!parent);
9382
9383         tg->parent = parent;
9384         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
9385         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
9386         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9387
9388         online_fair_sched_group(tg);
9389 }
9390
9391 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
9392 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
9393 {
9394         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
9395         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
9396 }
9397
9398 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
9399 {
9400         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
9401         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
9402 }
9403
9404 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
9405 {
9406         unsigned long flags;
9407
9408         /* End participation in shares distribution: */
9409         unregister_fair_sched_group(tg);
9410
9411         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9412         list_del_rcu(&tg->list);
9413         list_del_rcu(&tg->siblings);
9414         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9415 }
9416
9417 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
9418 {
9419         struct task_group *tg;
9420
9421         /*
9422          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
9423          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
9424          * to prevent lockdep warnings.
9425          */
9426         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
9427                           struct task_group, css);
9428         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
9429         tsk->sched_task_group = tg;
9430
9431 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9432         if (tsk->sched_class->task_change_group)
9433                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
9434         else
9435 #endif
9436                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
9437 }
9438
9439 /*
9440  * Change task's runqueue when it moves between groups.
9441  *
9442  * The caller of this function should have put the task in its new group by
9443  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
9444  * its new group.
9445  */
9446 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
9447 {
9448         int queued, running, queue_flags =
9449                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
9450         struct rq_flags rf;
9451         struct rq *rq;
9452
9453         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
9454         update_rq_clock(rq);
9455
9456         running = task_current(rq, tsk);
9457         queued = task_on_rq_queued(tsk);
9458
9459         if (queued)
9460                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
9461         if (running)
9462                 put_prev_task(rq, tsk);
9463
9464         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
9465
9466         if (queued)
9467                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
9468         if (running) {
9469                 set_next_task(rq, tsk);
9470                 /*
9471                  * After changing group, the running task may have joined a
9472                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
9473                  * resched to make sure that task can still run.
9474                  */
9475                 resched_curr(rq);
9476         }
9477
9478         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
9479 }
9480
9481 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
9482 {
9483         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
9484 }
9485
9486 static struct cgroup_subsys_state *
9487 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
9488 {
9489         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
9490         struct task_group *tg;
9491
9492         if (!parent) {
9493                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9494                 return &root_task_group.css;
9495         }
9496
9497         tg = sched_create_group(parent);
9498         if (IS_ERR(tg))
9499                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9500
9501         return &tg->css;
9502 }
9503
9504 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
9505 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
9506 {
9507         struct task_group *tg = css_tg(css);
9508         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
9509
9510         if (parent)
9511                 sched_online_group(tg, parent);
9512
9513 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9514         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
9515         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9516         rcu_read_lock();
9517         cpu_util_update_eff(css);
9518         rcu_read_unlock();
9519         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
9520 #endif
9521
9522         return 0;
9523 }
9524
9525 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
9526 {
9527         struct task_group *tg = css_tg(css);
9528
9529         sched_offline_group(tg);
9530 }
9531
9532 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
9533 {
9534         struct task_group *tg = css_tg(css);
9535
9536         /*
9537          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
9538          */
9539         sched_free_group(tg);
9540 }
9541
9542 /*
9543  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
9544  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
9545  */
9546 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
9547 {
9548         struct rq_flags rf;
9549         struct rq *rq;
9550
9551         rq = task_rq_lock(task, &rf);
9552
9553         update_rq_clock(rq);
9554         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
9555
9556         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
9557 }
9558
9559 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9560 {
9561         struct task_struct *task;
9562         struct cgroup_subsys_state *css;
9563         int ret = 0;
9564
9565         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
9566 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9567                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
9568                         return -EINVAL;
9569 #endif
9570                 /*
9571                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
9572                  * running, we're sure to observe its full state.
9573                  */
9574                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
9575                 /*
9576                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
9577                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
9578                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
9579                  */
9580                 if (task->state == TASK_NEW)
9581                         ret = -EINVAL;
9582                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
9583
9584                 if (ret)
9585                         break;
9586         }
9587         return ret;
9588 }
9589
9590 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9591 {
9592         struct task_struct *task;
9593         struct cgroup_subsys_state *css;
9594
9595         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
9596                 sched_move_task(task);
9597 }
9598
9599 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9600 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
9601 {
9602         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
9603         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
9604         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
9605         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
9606         enum uclamp_id clamp_id;
9607         unsigned int clamps;
9608
9609         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
9610         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
9611
9612         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
9613                 uc_parent = css_tg(css)->parent
9614                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
9615
9616                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9617                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
9618                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
9619                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
9620                         if (uc_parent &&
9621                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
9622                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
9623                         }
9624                 }
9625                 /* Ensure protection is always capped by limit */
9626                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
9627
9628                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
9629                 clamps = 0x0;
9630                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
9631                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9632                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
9633                                 continue;
9634                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
9635                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
9636                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
9637                 }
9638                 if (!clamps) {
9639                         css = css_rightmost_descendant(css);
9640                         continue;
9641                 }
9642
9643                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
9644                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
9645         }
9646 }
9647
9648 /*
9649  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
9650  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
9651  * character constant, use two levels of macros.
9652  */
9653 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
9654 #define POW10(exp) _POW10(exp)
9655
9656 struct uclamp_request {
9657 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
9658 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
9659         s64 percent;
9660         u64 util;
9661         int ret;
9662 };
9663
9664 static inline struct uclamp_request
9665 capacity_from_percent(char *buf)
9666 {
9667         struct uclamp_request req = {
9668                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
9669                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
9670                 .ret = 0,
9671         };
9672
9673         buf = strim(buf);
9674         if (strcmp(buf, "max")) {
9675                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
9676                                              &req.percent);
9677                 if (req.ret)
9678                         return req;
9679                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
9680                         req.ret = -ERANGE;
9681                         return req;
9682                 }
9683
9684                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
9685                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
9686         }
9687
9688         return req;
9689 }
9690
9691 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
9692                                 size_t nbytes, loff_t off,
9693                                 enum uclamp_id clamp_id)
9694 {
9695         struct uclamp_request req;
9696         struct task_group *tg;
9697
9698         req = capacity_from_percent(buf);
9699         if (req.ret)
9700                 return req.ret;
9701
9702         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
9703
9704         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9705         rcu_read_lock();
9706
9707         tg = css_tg(of_css(of));
9708         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
9709                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
9710
9711         /*
9712          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
9713          * exact requested value
9714          */
9715         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
9716
9717         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
9718         cpu_util_update_eff(of_css(of));
9719
9720         rcu_read_unlock();
9721         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
9722
9723         return nbytes;
9724 }
9725
9726 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
9727                                     char *buf, size_t nbytes,
9728                                     loff_t off)
9729 {
9730         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
9731 }
9732
9733 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
9734                                     char *buf, size_t nbytes,
9735                                     loff_t off)
9736 {
9737         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
9738 }
9739
9740 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
9741                                     enum uclamp_id clamp_id)
9742 {
9743         struct task_group *tg;
9744         u64 util_clamp;
9745         u64 percent;
9746         u32 rem;
9747
9748         rcu_read_lock();
9749         tg = css_tg(seq_css(sf));
9750         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
9751         rcu_read_unlock();
9752
9753         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
9754                 seq_puts(sf, "max\n");
9755                 return;
9756         }
9757
9758         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
9759         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
9760         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
9761 }
9762
9763 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
9764 {
9765         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
9766         return 0;
9767 }
9768
9769 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
9770 {
9771         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
9772         return 0;
9773 }
9774 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
9775
9776 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9777 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9778                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
9779 {
9780         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
9781                 shareval = MAX_SHARES;
9782         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
9783 }
9784
9785 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9786                                struct cftype *cft)
9787 {
9788         struct task_group *tg = css_tg(css);
9789
9790         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
9791 }
9792
9793 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9794 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
9795
9796 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
9797 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
9798 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
9799 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
9800
9801 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
9802
9803 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
9804 {
9805         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
9806         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
9807
9808         if (tg == &root_task_group)
9809                 return -EINVAL;
9810
9811         /*
9812          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
9813          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
9814          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
9815          */
9816         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
9817                 return -EINVAL;
9818
9819         /*
9820          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
9821          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
9822          * feasibility.
9823          */
9824         if (period > max_cfs_quota_period)
9825                 return -EINVAL;
9826
9827         /*
9828          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
9829          */
9830         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
9831                 return -EINVAL;
9832
9833         /*
9834          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
9835          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
9836          */
9837         get_online_cpus();
9838         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
9839         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
9840         if (ret)
9841                 goto out_unlock;
9842
9843         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
9844         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
9845         /*
9846          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
9847          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
9848          */
9849         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
9850                 cfs_bandwidth_usage_inc();
9851         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
9852         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
9853         cfs_b->quota = quota;
9854
9855         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
9856
9857         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
9858         if (runtime_enabled)
9859                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
9860
9861         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
9862
9863         for_each_online_cpu(i) {
9864                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
9865                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
9866                 struct rq_flags rf;
9867
9868                 rq_lock_irq(rq, &rf);
9869                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
9870                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
9871
9872                 if (cfs_rq->throttled)
9873                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
9874                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
9875         }
9876         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
9877                 cfs_bandwidth_usage_dec();
9878 out_unlock:
9879         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
9880         put_online_cpus();
9881
9882         return ret;
9883 }
9884
9885 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
9886 {
9887         u64 quota, period;
9888
9889         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
9890         if (cfs_quota_us < 0)
9891                 quota = RUNTIME_INF;
9892         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
9893                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
9894         else
9895                 return -EINVAL;
9896
9897         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9898 }
9899
9900 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
9901 {
9902         u64 quota_us;
9903
9904         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
9905                 return -1;
9906
9907         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
9908         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
9909
9910         return quota_us;
9911 }
9912
9913 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
9914 {
9915         u64 quota, period;
9916
9917         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
9918                 return -EINVAL;
9919
9920         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
9921         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
9922
9923         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9924 }
9925
9926 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
9927 {
9928         u64 cfs_period_us;
9929
9930         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
9931         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
9932
9933         return cfs_period_us;
9934 }
9935
9936 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
9937                                   struct cftype *cft)
9938 {
9939         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
9940 }
9941
9942 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
9943                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
9944 {
9945         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
9946 }
9947
9948 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9949                                    struct cftype *cft)
9950 {
9951         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
9952 }
9953
9954 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9955                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
9956 {
9957         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
9958 }
9959
9960 struct cfs_schedulable_data {
9961         struct task_group *tg;
9962         u64 period, quota;
9963 };
9964
9965 /*
9966  * normalize group quota/period to be quota/max_period
9967  * note: units are usecs
9968  */
9969 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
9970                                struct cfs_schedulable_data *d)
9971 {
9972         u64 quota, period;
9973
9974         if (tg == d->tg) {
9975                 period = d->period;
9976                 quota = d->quota;
9977         } else {
9978                 period = tg_get_cfs_period(tg);
9979                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
9980         }
9981
9982         /* note: these should typically be equivalent */
9983         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
9984                 return RUNTIME_INF;
9985
9986         return to_ratio(period, quota);
9987 }
9988
9989 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
9990 {
9991         struct cfs_schedulable_data *d = data;
9992         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
9993         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
9994
9995         if (!tg->parent) {
9996                 quota = RUNTIME_INF;
9997         } else {
9998                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
9999
10000                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10001                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10002
10003                 /*
10004                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10005                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10006                  * limit is set:
10007                  */
10008                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10009                         quota = min(quota, parent_quota);
10010                 } else {
10011                         if (quota == RUNTIME_INF)
10012                                 quota = parent_quota;
10013                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10014                                 return -EINVAL;
10015                 }
10016         }
10017         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10018
10019         return 0;
10020 }
10021
10022 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10023 {
10024         int ret;
10025         struct cfs_schedulable_data data = {
10026                 .tg = tg,
10027                 .period = period,
10028                 .quota = quota,
10029         };
10030
10031         if (quota != RUNTIME_INF) {
10032                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10033                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10034         }
10035
10036         rcu_read_lock();
10037         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10038         rcu_read_unlock();
10039
10040         return ret;
10041 }
10042
10043 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10044 {
10045         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10046         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10047
10048         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10049         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10050         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10051
10052         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10053                 u64 ws = 0;
10054                 int i;
10055
10056                 for_each_possible_cpu(i)
10057                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
10058
10059                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10060         }
10061
10062         return 0;
10063 }
10064 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10065 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10066
10067 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10068 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10069                                 struct cftype *cft, s64 val)
10070 {
10071         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10072 }
10073
10074 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10075                                struct cftype *cft)
10076 {
10077         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10078 }
10079
10080 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10081                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10082 {
10083         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10084 }
10085
10086 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10087                                    struct cftype *cft)
10088 {
10089         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10090 }
10091 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10092
10093 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10094 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10095         {
10096                 .name = "shares",
10097                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10098                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10099         },
10100 #endif
10101 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10102         {
10103                 .name = "cfs_quota_us",
10104                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10105                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10106         },
10107         {
10108                 .name = "cfs_period_us",
10109                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10110                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10111         },
10112         {
10113                 .name = "stat",
10114                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10115         },
10116 #endif
10117 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10118         {
10119                 .name = "rt_runtime_us",
10120                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
10121                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
10122         },
10123         {
10124                 .name = "rt_period_us",
10125                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
10126                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
10127         },
10128 #endif
10129 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10130         {
10131                 .name = "uclamp.min",
10132                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10133                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10134                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10135         },
10136         {
10137                 .name = "uclamp.max",
10138                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10139                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10140                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10141         },
10142 #endif
10143         { }     /* Terminate */
10144 };
10145
10146 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
10147                                struct cgroup_subsys_state *css)
10148 {
10149 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10150         {
10151                 struct task_group *tg = css_tg(css);
10152                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10153                 u64 throttled_usec;
10154
10155                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
10156                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
10157
10158                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
10159                            "nr_throttled %d\n"
10160                            "throttled_usec %llu\n",
10161                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
10162                            throttled_usec);
10163         }
10164 #endif
10165         return 0;
10166 }
10167
10168 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10169 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10170                                struct cftype *cft)
10171 {
10172         struct task_group *tg = css_tg(css);
10173         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
10174
10175         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
10176 }
10177
10178 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10179                                 struct cftype *cft, u64 weight)
10180 {
10181         /*
10182          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
10183          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
10184          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
10185          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
10186          * the original value over the entire range.
10187          */
10188         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
10189                 return -ERANGE;
10190
10191         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
10192
10193         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10194 }
10195
10196 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10197                                     struct cftype *cft)
10198 {
10199         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
10200         int last_delta = INT_MAX;
10201         int prio, delta;
10202
10203         /* find the closest nice value to the current weight */
10204         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
10205                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
10206                 if (delta >= last_delta)
10207                         break;
10208                 last_delta = delta;
10209         }
10210
10211         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
10212 }
10213
10214 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10215                                      struct cftype *cft, s64 nice)
10216 {
10217         unsigned long weight;
10218         int idx;
10219
10220         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
10221                 return -ERANGE;
10222
10223         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
10224         idx = array_index_nospec(idx, 40);
10225         weight = sched_prio_to_weight[idx];
10226
10227         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10228 }
10229 #endif
10230
10231 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
10232                                                   long period, long quota)
10233 {
10234         if (quota < 0)
10235                 seq_puts(sf, "max");
10236         else
10237                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
10238
10239         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
10240 }
10241
10242 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
10243 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
10244                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
10245 {
10246         char tok[21];   /* U64_MAX */
10247
10248         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
10249                 return -EINVAL;
10250
10251         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
10252
10253         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
10254                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
10255         else if (!strcmp(tok, "max"))
10256                 *quotap = RUNTIME_INF;
10257         else
10258                 return -EINVAL;
10259
10260         return 0;
10261 }
10262
10263 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10264 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10265 {
10266         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10267
10268         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
10269         return 0;
10270 }
10271
10272 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10273                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
10274 {
10275         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
10276         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
10277         u64 quota;
10278         int ret;
10279
10280         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
10281         if (!ret)
10282                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
10283         return ret ?: nbytes;
10284 }
10285 #endif
10286
10287 static struct cftype cpu_files[] = {
10288 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10289         {
10290                 .name = "weight",
10291                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10292                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
10293                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
10294         },
10295         {
10296                 .name = "weight.nice",
10297                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10298                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
10299                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
10300         },
10301 #endif
10302 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10303         {
10304                 .name = "max",
10305                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10306                 .seq_show = cpu_max_show,
10307                 .write = cpu_max_write,
10308         },
10309 #endif
10310 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10311         {
10312                 .name = "uclamp.min",
10313                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10314                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10315                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10316         },
10317         {
10318                 .name = "uclamp.max",
10319                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10320                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10321                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10322         },
10323 #endif
10324         { }     /* terminate */
10325 };
10326
10327 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
10328         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
10329         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
10330         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
10331         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
10332         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
10333         .fork           = cpu_cgroup_fork,
10334         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
10335         .attach         = cpu_cgroup_attach,
10336         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
10337         .dfl_cftypes    = cpu_files,
10338         .early_init     = true,
10339         .threaded       = true,
10340 };
10341
10342 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
10343
10344 void dump_cpu_task(int cpu)
10345 {
10346         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
10347         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
10348 }
10349
10350 /*
10351  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
10352  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
10353  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
10354  * that remained on nice 0.
10355  *
10356  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
10357  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
10358  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
10359  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
10360  * the relative distance between them is ~25%.)
10361  */
10362 const int sched_prio_to_weight[40] = {
10363  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
10364  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
10365  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
10366  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
10367  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
10368  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
10369  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
10370  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
10371 };
10372
10373 /*
10374  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
10375  *
10376  * In cases where the weight does not change often, we can use the
10377  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
10378  * into multiplications:
10379  */
10380 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
10381  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
10382  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
10383  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
10384  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
10385  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
10386  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
10387  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
10388  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
10389 };
10390
10391 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
10392 {
10393         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
10394 }