sched: Prevent balance_push() on remote runqueues
[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_lock(int cpu, unsigned long *flags)
241 {
242         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
243         int t, i = 0;
244
245         local_irq_save(*flags);
246         for_each_cpu(t, smt_mask)
247                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
248 }
249
250 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
251 {
252         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
253         int t;
254
255         for_each_cpu(t, smt_mask)
256                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
257         local_irq_restore(*flags);
258 }
259
260 static void __sched_core_flip(bool enabled)
261 {
262         unsigned long flags;
263         int cpu, t;
264
265         cpus_read_lock();
266
267         /*
268          * Toggle the online cores, one by one.
269          */
270         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
271         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
272                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
273
274                 sched_core_lock(cpu, &flags);
275
276                 for_each_cpu(t, smt_mask)
277                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
278
279                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
280
281                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
282         }
283
284         /*
285          * Toggle the offline CPUs.
286          */
287         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_possible_mask);
288         cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, cpu_online_mask);
289
290         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask)
291                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
292
293         cpus_read_unlock();
294 }
295
296 static void sched_core_assert_empty(void)
297 {
298         int cpu;
299
300         for_each_possible_cpu(cpu)
301                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
302 }
303
304 static void __sched_core_enable(void)
305 {
306         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
307         /*
308          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
309          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
310          */
311         synchronize_rcu();
312         __sched_core_flip(true);
313         sched_core_assert_empty();
314 }
315
316 static void __sched_core_disable(void)
317 {
318         sched_core_assert_empty();
319         __sched_core_flip(false);
320         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
321 }
322
323 void sched_core_get(void)
324 {
325         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
326                 return;
327
328         mutex_lock(&sched_core_mutex);
329         if (!atomic_read(&sched_core_count))
330                 __sched_core_enable();
331
332         smp_mb__before_atomic();
333         atomic_inc(&sched_core_count);
334         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
335 }
336
337 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
338 {
339         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
340                 __sched_core_disable();
341                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
342         }
343 }
344
345 void sched_core_put(void)
346 {
347         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
348
349         /*
350          * "There can be only one"
351          *
352          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
353          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
354          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
355          */
356         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
357                 schedule_work(&_work);
358 }
359
360 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
361
362 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
363 static inline void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
364
365 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
366
367 /*
368  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
369  * default: 0.95s
370  */
371 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
372
373
374 /*
375  * Serialization rules:
376  *
377  * Lock order:
378  *
379  *   p->pi_lock
380  *     rq->lock
381  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
382  *
383  *  rq1->lock
384  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
385  *
386  * Regular state:
387  *
388  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
389  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
390  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
391  * to run next.
392  *
393  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
394  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
395  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
396  * ttwu_queue_wakelist() ]
397  *
398  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
399  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
400  *
401  * Special state:
402  *
403  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
404  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
405  * stable while holding either lock:
406  *
407  *  - sched_setaffinity()/
408  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
409  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
410  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
411  *                              p->se.load, p->rt_priority,
412  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
413  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
414  *  - sched_move_task()/
415  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
416  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
417  *
418  * p->state <- TASK_*:
419  *
420  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
421  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
422  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
423  *   concurrent self.
424  *
425  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
426  *
427  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
428  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
429  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
430  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
431  *
432  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
433  *
434  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
435  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
436  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
437  *
438  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
439  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
440  *
441  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
442  *
443  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
444  *
445  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
446  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
447  *
448  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
449  *
450  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
451  *
452  *  - for migration called under rq->lock:
453  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
454  *
455  *    o move_queued_task()
456  *    o detach_task()
457  *
458  *  - for migration called under double_rq_lock():
459  *
460  *    o __migrate_swap_task()
461  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
462  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
463  *    o dl_task_offline_migration()
464  *
465  */
466
467 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
468 {
469         raw_spinlock_t *lock;
470
471         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
472         preempt_disable();
473         if (sched_core_disabled()) {
474                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
475                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
476                 preempt_enable_no_resched();
477                 return;
478         }
479
480         for (;;) {
481                 lock = __rq_lockp(rq);
482                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
483                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
484                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
485                         preempt_enable_no_resched();
486                         return;
487                 }
488                 raw_spin_unlock(lock);
489         }
490 }
491
492 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
493 {
494         raw_spinlock_t *lock;
495         bool ret;
496
497         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
498         preempt_disable();
499         if (sched_core_disabled()) {
500                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
501                 preempt_enable();
502                 return ret;
503         }
504
505         for (;;) {
506                 lock = __rq_lockp(rq);
507                 ret = raw_spin_trylock(lock);
508                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
509                         preempt_enable();
510                         return ret;
511                 }
512                 raw_spin_unlock(lock);
513         }
514 }
515
516 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
517 {
518         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
519 }
520
521 #ifdef CONFIG_SMP
522 /*
523  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
524  */
525 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
526 {
527         lockdep_assert_irqs_disabled();
528
529         if (rq_order_less(rq2, rq1))
530                 swap(rq1, rq2);
531
532         raw_spin_rq_lock(rq1);
533         if (__rq_lockp(rq1) == __rq_lockp(rq2))
534                 return;
535
536         raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
537 }
538 #endif
539
540 /*
541  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
542  */
543 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
544         __acquires(rq->lock)
545 {
546         struct rq *rq;
547
548         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
549
550         for (;;) {
551                 rq = task_rq(p);
552                 raw_spin_rq_lock(rq);
553                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
554                         rq_pin_lock(rq, rf);
555                         return rq;
556                 }
557                 raw_spin_rq_unlock(rq);
558
559                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
560                         cpu_relax();
561         }
562 }
563
564 /*
565  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
566  */
567 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
568         __acquires(p->pi_lock)
569         __acquires(rq->lock)
570 {
571         struct rq *rq;
572
573         for (;;) {
574                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
575                 rq = task_rq(p);
576                 raw_spin_rq_lock(rq);
577                 /*
578                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
579                  *
580                  *      ACQUIRE (rq->lock)
581                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
582                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
583                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
584                  *                                      [L] ->on_rq
585                  *      RELEASE (rq->lock)
586                  *
587                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
588                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
589                  *
590                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
591                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
592                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
593                  */
594                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
595                         rq_pin_lock(rq, rf);
596                         return rq;
597                 }
598                 raw_spin_rq_unlock(rq);
599                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
600
601                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
602                         cpu_relax();
603         }
604 }
605
606 /*
607  * RQ-clock updating methods:
608  */
609
610 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
611 {
612 /*
613  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
614  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
615  */
616         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
617
618 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
619         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
620
621         /*
622          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
623          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
624          * {soft,}irq region.
625          *
626          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
627          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
628          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
629          * monotonic.
630          *
631          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
632          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
633          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
634          * atomic ops.
635          */
636         if (irq_delta > delta)
637                 irq_delta = delta;
638
639         rq->prev_irq_time += irq_delta;
640         delta -= irq_delta;
641 #endif
642 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
643         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
644                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
645                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
646
647                 if (unlikely(steal > delta))
648                         steal = delta;
649
650                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
651                 delta -= steal;
652         }
653 #endif
654
655         rq->clock_task += delta;
656
657 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
658         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
659                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
660 #endif
661         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
662 }
663
664 void update_rq_clock(struct rq *rq)
665 {
666         s64 delta;
667
668         lockdep_assert_rq_held(rq);
669
670         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
671                 return;
672
673 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
674         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
675                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
676         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
677 #endif
678
679         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
680         if (delta < 0)
681                 return;
682         rq->clock += delta;
683         update_rq_clock_task(rq, delta);
684 }
685
686 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
687 /*
688  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
689  */
690
691 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
692 {
693         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
694                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
695 }
696
697 /*
698  * High-resolution timer tick.
699  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
700  */
701 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
702 {
703         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
704         struct rq_flags rf;
705
706         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
707
708         rq_lock(rq, &rf);
709         update_rq_clock(rq);
710         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
711         rq_unlock(rq, &rf);
712
713         return HRTIMER_NORESTART;
714 }
715
716 #ifdef CONFIG_SMP
717
718 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
719 {
720         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
721         ktime_t time = rq->hrtick_time;
722
723         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
724 }
725
726 /*
727  * called from hardirq (IPI) context
728  */
729 static void __hrtick_start(void *arg)
730 {
731         struct rq *rq = arg;
732         struct rq_flags rf;
733
734         rq_lock(rq, &rf);
735         __hrtick_restart(rq);
736         rq_unlock(rq, &rf);
737 }
738
739 /*
740  * Called to set the hrtick timer state.
741  *
742  * called with rq->lock held and irqs disabled
743  */
744 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
745 {
746         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
747         s64 delta;
748
749         /*
750          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
751          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
752          */
753         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
754         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
755
756         if (rq == this_rq())
757                 __hrtick_restart(rq);
758         else
759                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
760 }
761
762 #else
763 /*
764  * Called to set the hrtick timer state.
765  *
766  * called with rq->lock held and irqs disabled
767  */
768 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
769 {
770         /*
771          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
772          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
773          */
774         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
775         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
776                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
777 }
778
779 #endif /* CONFIG_SMP */
780
781 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
782 {
783 #ifdef CONFIG_SMP
784         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
785 #endif
786         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
787         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
788 }
789 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
790 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
791 {
792 }
793
794 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
795 {
796 }
797 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
798
799 /*
800  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
801  */
802 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
803         ({                                                              \
804                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
805                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
806                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
807                                                                         \
808                 for (;;) {                                              \
809                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
810                         if (_old == _val)                               \
811                                 break;                                  \
812                         _val = _old;                                    \
813                 }                                                       \
814         _old;                                                           \
815 })
816
817 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
818 /*
819  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
820  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
821  * spurious IPIs.
822  */
823 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
824 {
825         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
826         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
827 }
828
829 /*
830  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
831  *
832  * If this returns true, then the idle task promises to call
833  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
834  */
835 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
836 {
837         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
838         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
839
840         for (;;) {
841                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
842                         return false;
843                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
844                         return true;
845                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
846                 if (old == val)
847                         break;
848                 val = old;
849         }
850         return true;
851 }
852
853 #else
854 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
855 {
856         set_tsk_need_resched(p);
857         return true;
858 }
859
860 #ifdef CONFIG_SMP
861 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
862 {
863         return false;
864 }
865 #endif
866 #endif
867
868 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
869 {
870         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
871
872         /*
873          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
874          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
875          * wakeup due to that.
876          *
877          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
878          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
879          */
880         smp_mb__before_atomic();
881         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
882                 return false;
883
884         /*
885          * The head is context local, there can be no concurrency.
886          */
887         *head->lastp = node;
888         head->lastp = &node->next;
889         return true;
890 }
891
892 /**
893  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
894  * @head: the wake_q_head to add @task to
895  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
896  *
897  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
898  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
899  * instantly.
900  *
901  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
902  * must be ready to be woken at this location.
903  */
904 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
905 {
906         if (__wake_q_add(head, task))
907                 get_task_struct(task);
908 }
909
910 /**
911  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
912  * @head: the wake_q_head to add @task to
913  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
914  *
915  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
916  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
917  * instantly.
918  *
919  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
920  * must be ready to be woken at this location.
921  *
922  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
923  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
924  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
925  * queued for wakeup.
926  */
927 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
928 {
929         if (!__wake_q_add(head, task))
930                 put_task_struct(task);
931 }
932
933 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
934 {
935         struct wake_q_node *node = head->first;
936
937         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
938                 struct task_struct *task;
939
940                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
941                 /* Task can safely be re-inserted now: */
942                 node = node->next;
943                 task->wake_q.next = NULL;
944
945                 /*
946                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
947                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
948                  */
949                 wake_up_process(task);
950                 put_task_struct(task);
951         }
952 }
953
954 /*
955  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
956  *
957  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
958  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
959  * the target CPU.
960  */
961 void resched_curr(struct rq *rq)
962 {
963         struct task_struct *curr = rq->curr;
964         int cpu;
965
966         lockdep_assert_rq_held(rq);
967
968         if (test_tsk_need_resched(curr))
969                 return;
970
971         cpu = cpu_of(rq);
972
973         if (cpu == smp_processor_id()) {
974                 set_tsk_need_resched(curr);
975                 set_preempt_need_resched();
976                 return;
977         }
978
979         if (set_nr_and_not_polling(curr))
980                 smp_send_reschedule(cpu);
981         else
982                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
983 }
984
985 void resched_cpu(int cpu)
986 {
987         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
988         unsigned long flags;
989
990         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
991         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
992                 resched_curr(rq);
993         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
994 }
995
996 #ifdef CONFIG_SMP
997 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
998 /*
999  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1000  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1001  *
1002  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1003  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1004  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1005  */
1006 int get_nohz_timer_target(void)
1007 {
1008         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1009         struct sched_domain *sd;
1010
1011         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
1012                 if (!idle_cpu(cpu))
1013                         return cpu;
1014                 default_cpu = cpu;
1015         }
1016
1017         rcu_read_lock();
1018         for_each_domain(cpu, sd) {
1019                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
1020                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
1021                         if (cpu == i)
1022                                 continue;
1023
1024                         if (!idle_cpu(i)) {
1025                                 cpu = i;
1026                                 goto unlock;
1027                         }
1028                 }
1029         }
1030
1031         if (default_cpu == -1)
1032                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
1033         cpu = default_cpu;
1034 unlock:
1035         rcu_read_unlock();
1036         return cpu;
1037 }
1038
1039 /*
1040  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1041  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1042  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1043  * idle system the next event might even be infinite time into the
1044  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1045  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1046  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1047  * wheel for the next timer event.
1048  */
1049 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1050 {
1051         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1052
1053         if (cpu == smp_processor_id())
1054                 return;
1055
1056         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1057                 smp_send_reschedule(cpu);
1058         else
1059                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1060 }
1061
1062 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1063 {
1064         /*
1065          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1066          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1067          * If needed we can still optimize that later with an
1068          * empty IRQ.
1069          */
1070         if (cpu_is_offline(cpu))
1071                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1072         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1073                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1074                     tick_nohz_tick_stopped())
1075                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1076                 return true;
1077         }
1078
1079         return false;
1080 }
1081
1082 /*
1083  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1084  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1085  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1086  */
1087 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1088 {
1089         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1090                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1091 }
1092
1093 static void nohz_csd_func(void *info)
1094 {
1095         struct rq *rq = info;
1096         int cpu = cpu_of(rq);
1097         unsigned int flags;
1098
1099         /*
1100          * Release the rq::nohz_csd.
1101          */
1102         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1103         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1104
1105         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1106         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1107                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1108                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1109         }
1110 }
1111
1112 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1113
1114 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1115 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1116 {
1117         int fifo_nr_running;
1118
1119         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1120         if (rq->dl.dl_nr_running)
1121                 return false;
1122
1123         /*
1124          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1125          * actual RR behaviour.
1126          */
1127         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1128                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1129                         return true;
1130                 else
1131                         return false;
1132         }
1133
1134         /*
1135          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1136          * forced preemption between FIFO tasks.
1137          */
1138         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1139         if (fifo_nr_running)
1140                 return true;
1141
1142         /*
1143          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1144          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1145          * preemption.
1146          */
1147         if (rq->nr_running > 1)
1148                 return false;
1149
1150         return true;
1151 }
1152 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1153 #endif /* CONFIG_SMP */
1154
1155 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1156                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1157 /*
1158  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1159  * node and @up when leaving it for the final time.
1160  *
1161  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1162  */
1163 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1164                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1165 {
1166         struct task_group *parent, *child;
1167         int ret;
1168
1169         parent = from;
1170
1171 down:
1172         ret = (*down)(parent, data);
1173         if (ret)
1174                 goto out;
1175         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1176                 parent = child;
1177                 goto down;
1178
1179 up:
1180                 continue;
1181         }
1182         ret = (*up)(parent, data);
1183         if (ret || parent == from)
1184                 goto out;
1185
1186         child = parent;
1187         parent = parent->parent;
1188         if (parent)
1189                 goto up;
1190 out:
1191         return ret;
1192 }
1193
1194 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1195 {
1196         return 0;
1197 }
1198 #endif
1199
1200 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1201 {
1202         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1203         struct load_weight *load = &p->se.load;
1204
1205         /*
1206          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1207          */
1208         if (task_has_idle_policy(p)) {
1209                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1210                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1211                 return;
1212         }
1213
1214         /*
1215          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1216          * weight
1217          */
1218         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1219                 reweight_task(p, prio);
1220         } else {
1221                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1222                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1223         }
1224 }
1225
1226 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1227 /*
1228  * Serializes updates of utilization clamp values
1229  *
1230  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1231  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1232  * support enqueue/dequeue operations.
1233  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1234  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1235  * updates or API abuses.
1236  */
1237 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1238
1239 /* Max allowed minimum utilization */
1240 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1241
1242 /* Max allowed maximum utilization */
1243 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1244
1245 /*
1246  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1247  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1248  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1249  *
1250  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1251  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1252  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1253  * battery life.
1254  *
1255  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1256  *
1257  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1258  * above.
1259  */
1260 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1261
1262 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1263 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1264
1265 /*
1266  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1267  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1268  * enqueue/dequeue_task().
1269  *
1270  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1271  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1272  *
1273  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1274  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1275  * functionality.
1276  *
1277  * The knobs that would enable this static key are:
1278  *
1279  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1280  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1281  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1282  */
1283 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1284
1285 /* Integer rounded range for each bucket */
1286 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1287
1288 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1289         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1290
1291 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1292 {
1293         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1294 }
1295
1296 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1297 {
1298         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1299                 return 0;
1300         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1301 }
1302
1303 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1304                                  unsigned int value, bool user_defined)
1305 {
1306         uc_se->value = value;
1307         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1308         uc_se->user_defined = user_defined;
1309 }
1310
1311 static inline unsigned int
1312 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1313                   unsigned int clamp_value)
1314 {
1315         /*
1316          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1317          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1318          * max-clamp.
1319          */
1320         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1321                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1322                 return clamp_value;
1323         }
1324
1325         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1326 }
1327
1328 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1329                                      unsigned int clamp_value)
1330 {
1331         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1332         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1333                 return;
1334
1335         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
1336 }
1337
1338 static inline
1339 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1340                                    unsigned int clamp_value)
1341 {
1342         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1343         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1344
1345         /*
1346          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1347          * top most bucket with tasks in.
1348          */
1349         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1350                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1351                         continue;
1352                 return bucket[bucket_id].value;
1353         }
1354
1355         /* No tasks -- default clamp values */
1356         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1357 }
1358
1359 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1360 {
1361         unsigned int default_util_min;
1362         struct uclamp_se *uc_se;
1363
1364         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1365
1366         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1367
1368         /* Only sync if user didn't override the default */
1369         if (uc_se->user_defined)
1370                 return;
1371
1372         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1373         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1374 }
1375
1376 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1377 {
1378         struct rq_flags rf;
1379         struct rq *rq;
1380
1381         if (!rt_task(p))
1382                 return;
1383
1384         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1385         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1386         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1387         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1388 }
1389
1390 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1391 {
1392         struct task_struct *g, *p;
1393
1394         /*
1395          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1396          *                                        uclamp_min_rt = X;
1397          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1398          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1399          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1400          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1401          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1402          *
1403          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1404          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1405          * task.
1406          */
1407         read_lock(&tasklist_lock);
1408         smp_mb__after_spinlock();
1409         read_unlock(&tasklist_lock);
1410
1411         rcu_read_lock();
1412         for_each_process_thread(g, p)
1413                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1414         rcu_read_unlock();
1415 }
1416
1417 static inline struct uclamp_se
1418 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1419 {
1420         /* Copy by value as we could modify it */
1421         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1422 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1423         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1424
1425         /*
1426          * Tasks in autogroups or root task group will be
1427          * restricted by system defaults.
1428          */
1429         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1430                 return uc_req;
1431         if (task_group(p) == &root_task_group)
1432                 return uc_req;
1433
1434         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1435         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1436         value = uc_req.value;
1437         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1438         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1439 #endif
1440
1441         return uc_req;
1442 }
1443
1444 /*
1445  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1446  * priority:
1447  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1448  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1449  *   group or in an autogroup
1450  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1451  */
1452 static inline struct uclamp_se
1453 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1454 {
1455         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1456         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1457
1458         /* System default restrictions always apply */
1459         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1460                 return uc_max;
1461
1462         return uc_req;
1463 }
1464
1465 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1466 {
1467         struct uclamp_se uc_eff;
1468
1469         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1470         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1471                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1472
1473         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1474
1475         return (unsigned long)uc_eff.value;
1476 }
1477
1478 /*
1479  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1480  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1481  * updates the rq's clamp value if required.
1482  *
1483  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1484  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1485  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1486  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1487  */
1488 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1489                                     enum uclamp_id clamp_id)
1490 {
1491         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1492         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1493         struct uclamp_bucket *bucket;
1494
1495         lockdep_assert_rq_held(rq);
1496
1497         /* Update task effective clamp */
1498         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1499
1500         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1501         bucket->tasks++;
1502         uc_se->active = true;
1503
1504         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1505
1506         /*
1507          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1508          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1509          */
1510         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1511                 bucket->value = uc_se->value;
1512
1513         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1514                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1519  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1520  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1521  *
1522  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1523  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1524  * enforce the expected state and warn.
1525  */
1526 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1527                                     enum uclamp_id clamp_id)
1528 {
1529         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1530         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1531         struct uclamp_bucket *bucket;
1532         unsigned int bkt_clamp;
1533         unsigned int rq_clamp;
1534
1535         lockdep_assert_rq_held(rq);
1536
1537         /*
1538          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1539          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1540          *
1541          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1542          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1543          * here.
1544          *
1545          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1546          * problem too
1547          *
1548          *      enqueue(taskA)
1549          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1550          *      enqueue(taskB)
1551          *      dequeue(taskA)
1552          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1553          *      dequeue(taskB)
1554          *
1555          * where we could end up with stale data in uc_se and
1556          * bucket[uc_se->bucket_id].
1557          *
1558          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1559          */
1560         if (unlikely(!uc_se->active))
1561                 return;
1562
1563         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1564
1565         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1566         if (likely(bucket->tasks))
1567                 bucket->tasks--;
1568
1569         uc_se->active = false;
1570
1571         /*
1572          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1573          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1574          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1575          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1576          */
1577         if (likely(bucket->tasks))
1578                 return;
1579
1580         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1581         /*
1582          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1583          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1584          */
1585         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1586         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1587                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1588                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1589         }
1590 }
1591
1592 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1593 {
1594         enum uclamp_id clamp_id;
1595
1596         /*
1597          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1598          *
1599          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1600          * sched_uclamp_used is disabled.
1601          */
1602         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1603                 return;
1604
1605         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1606                 return;
1607
1608         for_each_clamp_id(clamp_id)
1609                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1610
1611         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1612         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1613                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1614 }
1615
1616 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1617 {
1618         enum uclamp_id clamp_id;
1619
1620         /*
1621          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1622          *
1623          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1624          * sched_uclamp_used is disabled.
1625          */
1626         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1627                 return;
1628
1629         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1630                 return;
1631
1632         for_each_clamp_id(clamp_id)
1633                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1634 }
1635
1636 static inline void
1637 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1638 {
1639         enum uclamp_id clamp_id;
1640         struct rq_flags rf;
1641         struct rq *rq;
1642
1643         /*
1644          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1645          *
1646          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1647          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1648          * enqueues, dequeues and migration operations.
1649          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1650          */
1651         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1652
1653         /*
1654          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1655          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1656          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1657          * it will already see the updated clamp bucket value.
1658          */
1659         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1660                 if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1661                         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1662                         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1663                 }
1664         }
1665
1666         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1667 }
1668
1669 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1670 static inline void
1671 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1672 {
1673         struct css_task_iter it;
1674         struct task_struct *p;
1675
1676         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1677         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1678                 uclamp_update_active(p);
1679         css_task_iter_end(&it);
1680 }
1681
1682 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1683 static void uclamp_update_root_tg(void)
1684 {
1685         struct task_group *tg = &root_task_group;
1686
1687         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1688                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1689         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1690                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1691
1692         rcu_read_lock();
1693         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1694         rcu_read_unlock();
1695 }
1696 #else
1697 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1698 #endif
1699
1700 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1701                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1702 {
1703         bool update_root_tg = false;
1704         int old_min, old_max, old_min_rt;
1705         int result;
1706
1707         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1708         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1709         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1710         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1711
1712         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1713         if (result)
1714                 goto undo;
1715         if (!write)
1716                 goto done;
1717
1718         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1719             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1720             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1721
1722                 result = -EINVAL;
1723                 goto undo;
1724         }
1725
1726         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1727                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1728                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1729                 update_root_tg = true;
1730         }
1731         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1732                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1733                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1734                 update_root_tg = true;
1735         }
1736
1737         if (update_root_tg) {
1738                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1739                 uclamp_update_root_tg();
1740         }
1741
1742         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1743                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1744                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1745         }
1746
1747         /*
1748          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1749          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1750          * task enqueue time.
1751          */
1752
1753         goto done;
1754
1755 undo:
1756         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1757         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1758         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1759 done:
1760         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1761
1762         return result;
1763 }
1764
1765 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1766                            const struct sched_attr *attr)
1767 {
1768         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1769         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1770
1771         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1772                 util_min = attr->sched_util_min;
1773
1774                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1775                         return -EINVAL;
1776         }
1777
1778         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1779                 util_max = attr->sched_util_max;
1780
1781                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1782                         return -EINVAL;
1783         }
1784
1785         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1786                 return -EINVAL;
1787
1788         /*
1789          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1790          *
1791          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1792          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1793          * scheduler locks.
1794          */
1795         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1796
1797         return 0;
1798 }
1799
1800 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1801                          enum uclamp_id clamp_id,
1802                          struct uclamp_se *uc_se)
1803 {
1804         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1805         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1806             !uc_se->user_defined)
1807                 return true;
1808
1809         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1810         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1811             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1812             attr->sched_util_min == -1) {
1813                 return true;
1814         }
1815
1816         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1817             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1818             attr->sched_util_max == -1) {
1819                 return true;
1820         }
1821
1822         return false;
1823 }
1824
1825 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1826                                   const struct sched_attr *attr)
1827 {
1828         enum uclamp_id clamp_id;
1829
1830         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1831                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1832                 unsigned int value;
1833
1834                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1835                         continue;
1836
1837                 /*
1838                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1839                  * at runtime.
1840                  */
1841                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1842                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1843                 else
1844                         value = uclamp_none(clamp_id);
1845
1846                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1847
1848         }
1849
1850         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1851                 return;
1852
1853         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1854             attr->sched_util_min != -1) {
1855                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1856                               attr->sched_util_min, true);
1857         }
1858
1859         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1860             attr->sched_util_max != -1) {
1861                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1862                               attr->sched_util_max, true);
1863         }
1864 }
1865
1866 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1867 {
1868         enum uclamp_id clamp_id;
1869
1870         /*
1871          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1872          * as the task is still at its early fork stages.
1873          */
1874         for_each_clamp_id(clamp_id)
1875                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1876
1877         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1878                 return;
1879
1880         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1881                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1882                               uclamp_none(clamp_id), false);
1883         }
1884 }
1885
1886 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1887 {
1888         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1889 }
1890
1891 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1892 {
1893         enum uclamp_id clamp_id;
1894         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1895
1896         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1897                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1898                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1899                 };
1900         }
1901
1902         rq->uclamp_flags = 0;
1903 }
1904
1905 static void __init init_uclamp(void)
1906 {
1907         struct uclamp_se uc_max = {};
1908         enum uclamp_id clamp_id;
1909         int cpu;
1910
1911         for_each_possible_cpu(cpu)
1912                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1913
1914         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1915                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1916                               uclamp_none(clamp_id), false);
1917         }
1918
1919         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1920         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1921         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1922                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1923 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1924                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1925                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1926 #endif
1927         }
1928 }
1929
1930 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1931 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1932 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1933 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1934                                   const struct sched_attr *attr)
1935 {
1936         return -EOPNOTSUPP;
1937 }
1938 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1939                                   const struct sched_attr *attr) { }
1940 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1941 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1942 static inline void init_uclamp(void) { }
1943 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1944
1945 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
1946 {
1947         return task_on_rq_queued(p);
1948 }
1949
1950 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1951 {
1952         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1953                 update_rq_clock(rq);
1954
1955         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1956                 sched_info_enqueue(rq, p);
1957                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1958         }
1959
1960         uclamp_rq_inc(rq, p);
1961         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1962
1963         if (sched_core_enabled(rq))
1964                 sched_core_enqueue(rq, p);
1965 }
1966
1967 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1968 {
1969         if (sched_core_enabled(rq))
1970                 sched_core_dequeue(rq, p);
1971
1972         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1973                 update_rq_clock(rq);
1974
1975         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1976                 sched_info_dequeue(rq, p);
1977                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1978         }
1979
1980         uclamp_rq_dec(rq, p);
1981         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1982 }
1983
1984 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1985 {
1986         enqueue_task(rq, p, flags);
1987
1988         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1989 }
1990
1991 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1992 {
1993         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1994
1995         dequeue_task(rq, p, flags);
1996 }
1997
1998 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
1999 {
2000         int prio;
2001
2002         if (dl_policy(policy))
2003                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2004         else if (rt_policy(policy))
2005                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2006         else
2007                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2008
2009         return prio;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2014  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2015  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2016  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2017  * estimator recalculates.
2018  */
2019 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2020 {
2021         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2022 }
2023
2024 /*
2025  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2026  * taken into account by the scheduler. This value might
2027  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2028  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2029  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2030  */
2031 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2032 {
2033         p->normal_prio = normal_prio(p);
2034         /*
2035          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2036          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2037          * to the normal priority:
2038          */
2039         if (!rt_prio(p->prio))
2040                 return p->normal_prio;
2041         return p->prio;
2042 }
2043
2044 /**
2045  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2046  * @p: the task in question.
2047  *
2048  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2049  */
2050 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2051 {
2052         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2053 }
2054
2055 /*
2056  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2057  * use the balance_callback list if you want balancing.
2058  *
2059  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2060  * balance_callback().
2061  */
2062 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2063                                        const struct sched_class *prev_class,
2064                                        int oldprio)
2065 {
2066         if (prev_class != p->sched_class) {
2067                 if (prev_class->switched_from)
2068                         prev_class->switched_from(rq, p);
2069
2070                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2071         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2072                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2073 }
2074
2075 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2076 {
2077         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2078                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2079         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
2080                 resched_curr(rq);
2081
2082         /*
2083          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2084          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2085          */
2086         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2087                 rq_clock_skip_update(rq);
2088 }
2089
2090 #ifdef CONFIG_SMP
2091
2092 static void
2093 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
2094
2095 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2096                                   const struct cpumask *new_mask,
2097                                   u32 flags);
2098
2099 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2100 {
2101         if (likely(!p->migration_disabled))
2102                 return;
2103
2104         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2105                 return;
2106
2107         /*
2108          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2109          */
2110         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
2111 }
2112
2113 void migrate_disable(void)
2114 {
2115         struct task_struct *p = current;
2116
2117         if (p->migration_disabled) {
2118                 p->migration_disabled++;
2119                 return;
2120         }
2121
2122         preempt_disable();
2123         this_rq()->nr_pinned++;
2124         p->migration_disabled = 1;
2125         preempt_enable();
2126 }
2127 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2128
2129 void migrate_enable(void)
2130 {
2131         struct task_struct *p = current;
2132
2133         if (p->migration_disabled > 1) {
2134                 p->migration_disabled--;
2135                 return;
2136         }
2137
2138         /*
2139          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2140          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2141          */
2142         preempt_disable();
2143         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2144                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
2145         /*
2146          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2147          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2148          * select_fallback_rq) get confused.
2149          */
2150         barrier();
2151         p->migration_disabled = 0;
2152         this_rq()->nr_pinned--;
2153         preempt_enable();
2154 }
2155 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2156
2157 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2158 {
2159         return rq->nr_pinned;
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2164  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2165  */
2166 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2167 {
2168         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2169         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2170                 return false;
2171
2172         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2173         if (is_migration_disabled(p))
2174                 return cpu_online(cpu);
2175
2176         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2177         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2178                 return cpu_active(cpu);
2179
2180         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2181         if (kthread_is_per_cpu(p))
2182                 return cpu_online(cpu);
2183
2184         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2185         if (cpu_dying(cpu))
2186                 return false;
2187
2188         /* But are allowed during online. */
2189         return cpu_online(cpu);
2190 }
2191
2192 /*
2193  * This is how migration works:
2194  *
2195  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2196  *    stop_one_cpu().
2197  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2198  *    off the CPU)
2199  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2200  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2201  *    it and puts it into the right queue.
2202  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2203  *    is done.
2204  */
2205
2206 /*
2207  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2208  *
2209  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2210  */
2211 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2212                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2213 {
2214         lockdep_assert_rq_held(rq);
2215
2216         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2217         set_task_cpu(p, new_cpu);
2218         rq_unlock(rq, rf);
2219
2220         rq = cpu_rq(new_cpu);
2221
2222         rq_lock(rq, rf);
2223         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
2224         activate_task(rq, p, 0);
2225         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2226
2227         return rq;
2228 }
2229
2230 struct migration_arg {
2231         struct task_struct              *task;
2232         int                             dest_cpu;
2233         struct set_affinity_pending     *pending;
2234 };
2235
2236 /*
2237  * @refs: number of wait_for_completion()
2238  * @stop_pending: is @stop_work in use
2239  */
2240 struct set_affinity_pending {
2241         refcount_t              refs;
2242         unsigned int            stop_pending;
2243         struct completion       done;
2244         struct cpu_stop_work    stop_work;
2245         struct migration_arg    arg;
2246 };
2247
2248 /*
2249  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2250  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2251  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2252  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2253  *
2254  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2255  * as the task is no longer on this CPU.
2256  */
2257 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2258                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2259 {
2260         /* Affinity changed (again). */
2261         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2262                 return rq;
2263
2264         update_rq_clock(rq);
2265         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2266
2267         return rq;
2268 }
2269
2270 /*
2271  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2272  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2273  * 'pushing' onto another runqueue.
2274  */
2275 static int migration_cpu_stop(void *data)
2276 {
2277         struct migration_arg *arg = data;
2278         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2279         struct task_struct *p = arg->task;
2280         struct rq *rq = this_rq();
2281         bool complete = false;
2282         struct rq_flags rf;
2283
2284         /*
2285          * The original target CPU might have gone down and we might
2286          * be on another CPU but it doesn't matter.
2287          */
2288         local_irq_save(rf.flags);
2289         /*
2290          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2291          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2292          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2293          */
2294         flush_smp_call_function_from_idle();
2295
2296         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2297         rq_lock(rq, &rf);
2298
2299         /*
2300          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2301          * p->migration_pending must have remained stable.
2302          */
2303         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2304
2305         /*
2306          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2307          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2308          * we're holding p->pi_lock.
2309          */
2310         if (task_rq(p) == rq) {
2311                 if (is_migration_disabled(p))
2312                         goto out;
2313
2314                 if (pending) {
2315                         p->migration_pending = NULL;
2316                         complete = true;
2317
2318                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2319                                 goto out;
2320                 }
2321
2322                 if (task_on_rq_queued(p))
2323                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2324                 else
2325                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2326
2327                 /*
2328                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2329                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2330                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2331                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2332                  */
2333
2334         } else if (pending) {
2335                 /*
2336                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2337                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2338                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2339                  *
2340                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2341                  * more likely.
2342                  */
2343
2344                 /*
2345                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2346                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2347                  * somewhere allowed, we're done.
2348                  */
2349                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2350                         p->migration_pending = NULL;
2351                         complete = true;
2352                         goto out;
2353                 }
2354
2355                 /*
2356                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2357                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2358                  * it.
2359                  */
2360                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2361                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2362                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2363                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2364                 return 0;
2365         }
2366 out:
2367         if (pending)
2368                 pending->stop_pending = false;
2369         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2370
2371         if (complete)
2372                 complete_all(&pending->done);
2373
2374         return 0;
2375 }
2376
2377 int push_cpu_stop(void *arg)
2378 {
2379         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2380         struct task_struct *p = arg;
2381
2382         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2383         raw_spin_rq_lock(rq);
2384
2385         if (task_rq(p) != rq)
2386                 goto out_unlock;
2387
2388         if (is_migration_disabled(p)) {
2389                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2390                 goto out_unlock;
2391         }
2392
2393         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2394
2395         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2396                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2397
2398         if (!lowest_rq)
2399                 goto out_unlock;
2400
2401         // XXX validate p is still the highest prio task
2402         if (task_rq(p) == rq) {
2403                 deactivate_task(rq, p, 0);
2404                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2405                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2406                 resched_curr(lowest_rq);
2407         }
2408
2409         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2410
2411 out_unlock:
2412         rq->push_busy = false;
2413         raw_spin_rq_unlock(rq);
2414         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2415
2416         put_task_struct(p);
2417         return 0;
2418 }
2419
2420 /*
2421  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2422  * actually call this function.
2423  */
2424 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2425 {
2426         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2427                 p->cpus_ptr = new_mask;
2428                 return;
2429         }
2430
2431         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2432         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2433 }
2434
2435 static void
2436 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2437 {
2438         struct rq *rq = task_rq(p);
2439         bool queued, running;
2440
2441         /*
2442          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2443          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2444          * p->pi_lock.
2445          *
2446          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2447          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2448          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2449          * before finish_task().
2450          *
2451          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2452          */
2453         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2454                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2455         else
2456                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2457
2458         queued = task_on_rq_queued(p);
2459         running = task_current(rq, p);
2460
2461         if (queued) {
2462                 /*
2463                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2464                  * holding rq->lock.
2465                  */
2466                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2467                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2468         }
2469         if (running)
2470                 put_prev_task(rq, p);
2471
2472         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2473
2474         if (queued)
2475                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2476         if (running)
2477                 set_next_task(rq, p);
2478 }
2479
2480 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2481 {
2482         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2483 }
2484
2485 /*
2486  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2487  *
2488  *
2489  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2490  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2491  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2492  *
2493  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2494  * Consider:
2495  *
2496  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2497  *
2498  *     P0@CPU0                  P1
2499  *
2500  *     migrate_disable();
2501  *     <preempted>
2502  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2503  *
2504  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2505  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2506  * This means we need the following scheme:
2507  *
2508  *     P0@CPU0                  P1
2509  *
2510  *     migrate_disable();
2511  *     <preempted>
2512  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2513  *                                <blocks>
2514  *     <resumes>
2515  *     migrate_enable();
2516  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2517  *       <wakes local stopper>
2518  *                         `--> <woken on migration completion>
2519  *
2520  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2521  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2522  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2523  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2524  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2525  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2526  * moment.
2527  *
2528  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2529  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2530  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2531  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2532  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2533  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2534  *
2535  *
2536  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2537  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2538  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2539  * Migrate-Disable. Consider:
2540  *
2541  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2542  *
2543  *     CPU0               P1                            P2
2544  *     <P0>
2545  *       migrate_disable();
2546  *       <preempted>
2547  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2548  *                          <blocks>
2549  *     <migration/0>
2550  *       migration_cpu_stop()
2551  *         is_migration_disabled()
2552  *           <bails>
2553  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2554  *                                                         <signal completion>
2555  *                          <awakes>
2556  *
2557  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2558  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2559  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2560  */
2561 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2562                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2563 {
2564         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2565         bool stop_pending, complete = false;
2566
2567         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2568         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2569                 struct task_struct *push_task = NULL;
2570
2571                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2572                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2573                         rq->push_busy = true;
2574                         push_task = get_task_struct(p);
2575                 }
2576
2577                 /*
2578                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2579                  * then complete now.
2580                  */
2581                 pending = p->migration_pending;
2582                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2583                         p->migration_pending = NULL;
2584                         complete = true;
2585                 }
2586
2587                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2588
2589                 if (push_task) {
2590                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2591                                             p, &rq->push_work);
2592                 }
2593
2594                 if (complete)
2595                         complete_all(&pending->done);
2596
2597                 return 0;
2598         }
2599
2600         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2601                 /* serialized by p->pi_lock */
2602                 if (!p->migration_pending) {
2603                         /* Install the request */
2604                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2605                         init_completion(&my_pending.done);
2606                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2607                                 .task = p,
2608                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2609                                 .pending = &my_pending,
2610                         };
2611
2612                         p->migration_pending = &my_pending;
2613                 } else {
2614                         pending = p->migration_pending;
2615                         refcount_inc(&pending->refs);
2616                         /*
2617                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2618                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2619                          * we risk a completion of the pending despite having a
2620                          * task on a disallowed CPU.
2621                          *
2622                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2623                          */
2624                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2625                 }
2626         }
2627         pending = p->migration_pending;
2628         /*
2629          * - !MIGRATE_ENABLE:
2630          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2631          *
2632          * - MIGRATE_ENABLE:
2633          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2634          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2635          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2636          *   pending completion.
2637          *
2638          * Either way, we really should have a @pending here.
2639          */
2640         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2641                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2642                 return -EINVAL;
2643         }
2644
2645         if (task_running(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2646                 /*
2647                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2648                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2649                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2650                  */
2651                 stop_pending = pending->stop_pending;
2652                 if (!stop_pending)
2653                         pending->stop_pending = true;
2654
2655                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2656                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2657
2658                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2659
2660                 if (!stop_pending) {
2661                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2662                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2663                 }
2664
2665                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2666                         return 0;
2667         } else {
2668
2669                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2670                         if (task_on_rq_queued(p))
2671                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2672
2673                         if (!pending->stop_pending) {
2674                                 p->migration_pending = NULL;
2675                                 complete = true;
2676                         }
2677                 }
2678                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2679
2680                 if (complete)
2681                         complete_all(&pending->done);
2682         }
2683
2684         wait_for_completion(&pending->done);
2685
2686         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2687                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2688
2689         /*
2690          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2691          * have seen the completion and decremented the refcount
2692          */
2693         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2694
2695         /* ARGH */
2696         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2697
2698         return 0;
2699 }
2700
2701 /*
2702  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2703  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2704  * is removed from the allowed bitmask.
2705  *
2706  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2707  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2708  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2709  */
2710 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2711                                   const struct cpumask *new_mask,
2712                                   u32 flags)
2713 {
2714         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2715         unsigned int dest_cpu;
2716         struct rq_flags rf;
2717         struct rq *rq;
2718         int ret = 0;
2719
2720         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2721         update_rq_clock(rq);
2722
2723         if (p->flags & PF_KTHREAD || is_migration_disabled(p)) {
2724                 /*
2725                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2726                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2727                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2728                  *
2729                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2730                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2731                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2732                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2733                  */
2734                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2735         }
2736
2737         /*
2738          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2739          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2740          */
2741         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2742                 ret = -EINVAL;
2743                 goto out;
2744         }
2745
2746         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2747                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2748                         goto out;
2749
2750                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2751                                  is_migration_disabled(p) &&
2752                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2753                         ret = -EBUSY;
2754                         goto out;
2755                 }
2756         }
2757
2758         /*
2759          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2760          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2761          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2762          */
2763         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2764         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2765                 ret = -EINVAL;
2766                 goto out;
2767         }
2768
2769         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2770
2771         return affine_move_task(rq, p, &rf, dest_cpu, flags);
2772
2773 out:
2774         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2775
2776         return ret;
2777 }
2778
2779 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2780 {
2781         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2782 }
2783 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2784
2785 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2786 {
2787 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2788         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
2789
2790         /*
2791          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2792          * ttwu() will sort out the placement.
2793          */
2794         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
2795
2796         /*
2797          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
2798          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
2799          * time relying on p->on_rq.
2800          */
2801         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
2802                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
2803                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
2804
2805 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2806         /*
2807          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2808          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2809          *
2810          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
2811          * see task_group().
2812          *
2813          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
2814          * task_rq_lock().
2815          */
2816         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
2817                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
2818 #endif
2819         /*
2820          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
2821          */
2822         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
2823
2824         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
2825 #endif
2826
2827         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2828
2829         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2830                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
2831                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
2832                 p->se.nr_migrations++;
2833                 rseq_migrate(p);
2834                 perf_event_task_migrate(p);
2835         }
2836
2837         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2838 }
2839
2840 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2841 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
2842 {
2843         if (task_on_rq_queued(p)) {
2844                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
2845                 struct rq_flags srf, drf;
2846
2847                 src_rq = task_rq(p);
2848                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
2849
2850                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
2851                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
2852
2853                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2854                 set_task_cpu(p, cpu);
2855                 activate_task(dst_rq, p, 0);
2856                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
2857
2858                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
2859                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
2860
2861         } else {
2862                 /*
2863                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
2864                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
2865                  * previous CPU our target instead of where it really is.
2866                  */
2867                 p->wake_cpu = cpu;
2868         }
2869 }
2870
2871 struct migration_swap_arg {
2872         struct task_struct *src_task, *dst_task;
2873         int src_cpu, dst_cpu;
2874 };
2875
2876 static int migrate_swap_stop(void *data)
2877 {
2878         struct migration_swap_arg *arg = data;
2879         struct rq *src_rq, *dst_rq;
2880         int ret = -EAGAIN;
2881
2882         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
2883                 return -EAGAIN;
2884
2885         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
2886         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
2887
2888         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
2889                         &arg->dst_task->pi_lock);
2890         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
2891
2892         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
2893                 goto unlock;
2894
2895         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
2896                 goto unlock;
2897
2898         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
2899                 goto unlock;
2900
2901         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
2902                 goto unlock;
2903
2904         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
2905         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
2906
2907         ret = 0;
2908
2909 unlock:
2910         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
2911         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
2912         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
2913
2914         return ret;
2915 }
2916
2917 /*
2918  * Cross migrate two tasks
2919  */
2920 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
2921                 int target_cpu, int curr_cpu)
2922 {
2923         struct migration_swap_arg arg;
2924         int ret = -EINVAL;
2925
2926         arg = (struct migration_swap_arg){
2927                 .src_task = cur,
2928                 .src_cpu = curr_cpu,
2929                 .dst_task = p,
2930                 .dst_cpu = target_cpu,
2931         };
2932
2933         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
2934                 goto out;
2935
2936         /*
2937          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
2938          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
2939          */
2940         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
2941                 goto out;
2942
2943         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
2944                 goto out;
2945
2946         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
2947                 goto out;
2948
2949         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
2950         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
2951
2952 out:
2953         return ret;
2954 }
2955 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2956
2957 /*
2958  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2959  *
2960  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2961  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2962  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2963  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2964  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2965  * @p has remained unscheduled the whole time.
2966  *
2967  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2968  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2969  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2970  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2971  * waiting to become inactive.
2972  */
2973 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
2974 {
2975         int running, queued;
2976         struct rq_flags rf;
2977         unsigned long ncsw;
2978         struct rq *rq;
2979
2980         for (;;) {
2981                 /*
2982                  * We do the initial early heuristics without holding
2983                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2984                  * the runqueue lock when things look like they will
2985                  * work out!
2986                  */
2987                 rq = task_rq(p);
2988
2989                 /*
2990                  * If the task is actively running on another CPU
2991                  * still, just relax and busy-wait without holding
2992                  * any locks.
2993                  *
2994                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2995                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2996                  * But we don't care, since "task_running()" will
2997                  * return false if the runqueue has changed and p
2998                  * is actually now running somewhere else!
2999                  */
3000                 while (task_running(rq, p)) {
3001                         if (match_state && unlikely(READ_ONCE(p->__state) != match_state))
3002                                 return 0;
3003                         cpu_relax();
3004                 }
3005
3006                 /*
3007                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3008                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3009                  * just go back and repeat.
3010                  */
3011                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3012                 trace_sched_wait_task(p);
3013                 running = task_running(rq, p);
3014                 queued = task_on_rq_queued(p);
3015                 ncsw = 0;
3016                 if (!match_state || READ_ONCE(p->__state) == match_state)
3017                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3018                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3019
3020                 /*
3021                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3022                  */
3023                 if (unlikely(!ncsw))
3024                         break;
3025
3026                 /*
3027                  * Was it really running after all now that we
3028                  * checked with the proper locks actually held?
3029                  *
3030                  * Oops. Go back and try again..
3031                  */
3032                 if (unlikely(running)) {
3033                         cpu_relax();
3034                         continue;
3035                 }
3036
3037                 /*
3038                  * It's not enough that it's not actively running,
3039                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3040                  * preempted!
3041                  *
3042                  * So if it was still runnable (but just not actively
3043                  * running right now), it's preempted, and we should
3044                  * yield - it could be a while.
3045                  */
3046                 if (unlikely(queued)) {
3047                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3048
3049                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3050                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
3051                         continue;
3052                 }
3053
3054                 /*
3055                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3056                  * runnable, which means that it will never become
3057                  * running in the future either. We're all done!
3058                  */
3059                 break;
3060         }
3061
3062         return ncsw;
3063 }
3064
3065 /***
3066  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3067  * @p: the to-be-kicked thread
3068  *
3069  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3070  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3071  *
3072  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3073  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3074  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3075  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3076  * achieved as well.
3077  */
3078 void kick_process(struct task_struct *p)
3079 {
3080         int cpu;
3081
3082         preempt_disable();
3083         cpu = task_cpu(p);
3084         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3085                 smp_send_reschedule(cpu);
3086         preempt_enable();
3087 }
3088 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3089
3090 /*
3091  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3092  *
3093  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3094  *
3095  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3096  *
3097  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3098  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3099  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3100  *    see it.
3101  *
3102  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3103  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3104  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3105  *    off.
3106  *
3107  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3108  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3109  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3110  * to satisfy the above rules.
3111  */
3112 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3113 {
3114         int nid = cpu_to_node(cpu);
3115         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3116         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3117         int dest_cpu;
3118
3119         /*
3120          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3121          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3122          * select the CPU on the other node.
3123          */
3124         if (nid != -1) {
3125                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3126
3127                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3128                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3129                         if (!cpu_active(dest_cpu))
3130                                 continue;
3131                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
3132                                 return dest_cpu;
3133                 }
3134         }
3135
3136         for (;;) {
3137                 /* Any allowed, online CPU? */
3138                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3139                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3140                                 continue;
3141
3142                         goto out;
3143                 }
3144
3145                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3146                 switch (state) {
3147                 case cpuset:
3148                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
3149                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
3150                                 state = possible;
3151                                 break;
3152                         }
3153                         fallthrough;
3154                 case possible:
3155                         /*
3156                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3157                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3158                          *
3159                          * More yuck to audit.
3160                          */
3161                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
3162                         state = fail;
3163                         break;
3164
3165                 case fail:
3166                         BUG();
3167                         break;
3168                 }
3169         }
3170
3171 out:
3172         if (state != cpuset) {
3173                 /*
3174                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3175                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3176                  * leave kernel.
3177                  */
3178                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3179                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3180                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3181                 }
3182         }
3183
3184         return dest_cpu;
3185 }
3186
3187 /*
3188  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3189  */
3190 static inline
3191 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3192 {
3193         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3194
3195         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3196                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3197         else
3198                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3199
3200         /*
3201          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3202          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3203          * CPU.
3204          *
3205          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3206          *
3207          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3208          *   not worry about this generic constraint ]
3209          */
3210         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3211                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3212
3213         return cpu;
3214 }
3215
3216 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3217 {
3218         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3219         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3220         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3221
3222         if (stop) {
3223                 /*
3224                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3225                  * userspace knows about and won't get confused about.
3226                  *
3227                  * Also, it will make PI more or less work without too
3228                  * much confusion -- but then, stop work should not
3229                  * rely on PI working anyway.
3230                  */
3231                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3232
3233                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3234
3235                 /*
3236                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3237                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3238                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3239                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3240                  * around the current task.
3241                  *
3242                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3243                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3244                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3245                  * own class.
3246                  */
3247                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3248         }
3249
3250         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3251
3252         if (old_stop) {
3253                 /*
3254                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3255                  * it can die in pieces.
3256                  */
3257                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3258         }
3259 }
3260
3261 #else /* CONFIG_SMP */
3262
3263 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3264                                          const struct cpumask *new_mask,
3265                                          u32 flags)
3266 {
3267         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
3268 }
3269
3270 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3271
3272 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3273 {
3274         return false;
3275 }
3276
3277 #endif /* !CONFIG_SMP */
3278
3279 static void
3280 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3281 {
3282         struct rq *rq;
3283
3284         if (!schedstat_enabled())
3285                 return;
3286
3287         rq = this_rq();
3288
3289 #ifdef CONFIG_SMP
3290         if (cpu == rq->cpu) {
3291                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3292                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
3293         } else {
3294                 struct sched_domain *sd;
3295
3296                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
3297                 rcu_read_lock();
3298                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3299                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3300                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3301                                 break;
3302                         }
3303                 }
3304                 rcu_read_unlock();
3305         }
3306
3307         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3308                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
3309 #endif /* CONFIG_SMP */
3310
3311         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3312         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
3313
3314         if (wake_flags & WF_SYNC)
3315                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
3316 }
3317
3318 /*
3319  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3320  */
3321 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3322                            struct rq_flags *rf)
3323 {
3324         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3325         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3326         trace_sched_wakeup(p);
3327
3328 #ifdef CONFIG_SMP
3329         if (p->sched_class->task_woken) {
3330                 /*
3331                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3332                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3333                  */
3334                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3335                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3336                 rq_repin_lock(rq, rf);
3337         }
3338
3339         if (rq->idle_stamp) {
3340                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3341                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3342
3343                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3344
3345                 if (rq->avg_idle > max)
3346                         rq->avg_idle = max;
3347
3348                 rq->wake_stamp = jiffies;
3349                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3350
3351                 rq->idle_stamp = 0;
3352         }
3353 #endif
3354 }
3355
3356 static void
3357 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3358                  struct rq_flags *rf)
3359 {
3360         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3361
3362         lockdep_assert_rq_held(rq);
3363
3364         if (p->sched_contributes_to_load)
3365                 rq->nr_uninterruptible--;
3366
3367 #ifdef CONFIG_SMP
3368         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3369                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3370         else
3371 #endif
3372         if (p->in_iowait) {
3373                 delayacct_blkio_end(p);
3374                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3375         }
3376
3377         activate_task(rq, p, en_flags);
3378         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3379 }
3380
3381 /*
3382  * Consider @p being inside a wait loop:
3383  *
3384  *   for (;;) {
3385  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3386  *
3387  *      if (CONDITION)
3388  *         break;
3389  *
3390  *      schedule();
3391  *   }
3392  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3393  *
3394  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3395  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3396  * an atomic manner.
3397  *
3398  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3399  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3400  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3401  * need to do a full wakeup with enqueue.
3402  *
3403  * Returns: %true when the wakeup is done,
3404  *          %false otherwise.
3405  */
3406 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3407 {
3408         struct rq_flags rf;
3409         struct rq *rq;
3410         int ret = 0;
3411
3412         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3413         if (task_on_rq_queued(p)) {
3414                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3415                 update_rq_clock(rq);
3416                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3417                 ret = 1;
3418         }
3419         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3420
3421         return ret;
3422 }
3423
3424 #ifdef CONFIG_SMP
3425 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3426 {
3427         struct llist_node *llist = arg;
3428         struct rq *rq = this_rq();
3429         struct task_struct *p, *t;
3430         struct rq_flags rf;
3431
3432         if (!llist)
3433                 return;
3434
3435         /*
3436          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3437          * Races such that false-negatives are possible, since they
3438          * are shorter lived that false-positives would be.
3439          */
3440         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3441
3442         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3443         update_rq_clock(rq);
3444
3445         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3446                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3447                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3448
3449                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3450                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3451
3452                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3453         }
3454
3455         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3456 }
3457
3458 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3459 {
3460         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3461
3462         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3463                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3464         else
3465                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3466 }
3467
3468 /*
3469  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3470  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3471  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3472  * of the wakeup instead of the waker.
3473  */
3474 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3475 {
3476         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3477
3478         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3479
3480         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3481         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3482 }
3483
3484 void wake_up_if_idle(int cpu)
3485 {
3486         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3487         struct rq_flags rf;
3488
3489         rcu_read_lock();
3490
3491         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3492                 goto out;
3493
3494         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
3495                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3496         } else {
3497                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3498                 if (is_idle_task(rq->curr))
3499                         smp_send_reschedule(cpu);
3500                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3501                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3502         }
3503
3504 out:
3505         rcu_read_unlock();
3506 }
3507
3508 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3509 {
3510         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3511 }
3512
3513 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
3514 {
3515         /*
3516          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3517          * in hotplug state.
3518          */
3519         if (!cpu_active(cpu))
3520                 return false;
3521
3522         /*
3523          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3524          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3525          */
3526         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3527                 return true;
3528
3529         /*
3530          * If the task is descheduling and the only running task on the
3531          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
3532          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
3533          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
3534          */
3535         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
3536                 return true;
3537
3538         return false;
3539 }
3540
3541 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3542 {
3543         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
3544                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
3545                         return false;
3546
3547                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3548                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3549                 return true;
3550         }
3551
3552         return false;
3553 }
3554
3555 #else /* !CONFIG_SMP */
3556
3557 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3558 {
3559         return false;
3560 }
3561
3562 #endif /* CONFIG_SMP */
3563
3564 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3565 {
3566         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3567         struct rq_flags rf;
3568
3569         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3570                 return;
3571
3572         rq_lock(rq, &rf);
3573         update_rq_clock(rq);
3574         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3575         rq_unlock(rq, &rf);
3576 }
3577
3578 /*
3579  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3580  *
3581  *  MIGRATION
3582  *
3583  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3584  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3585  * execution on its new CPU [c1].
3586  *
3587  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3588  *
3589  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3590  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3591  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3592  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3593  *
3594  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3595  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3596  *
3597  * Example:
3598  *
3599  *   CPU0            CPU1            CPU2
3600  *
3601  *   LOCK rq(0)->lock
3602  *   sched-out X
3603  *   sched-in Y
3604  *   UNLOCK rq(0)->lock
3605  *
3606  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3607  *                                   dequeue X
3608  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3609  *
3610  *                                   LOCK rq(1)->lock
3611  *                                   enqueue X
3612  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3613  *
3614  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3615  *                   sched-out Z
3616  *                   sched-in X
3617  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3618  *
3619  *
3620  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3621  *
3622  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3623  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3624  * chain to provide order. Instead we do:
3625  *
3626  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3627  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3628  *
3629  * Example:
3630  *
3631  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3632  *
3633  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3634  *   dequeue X
3635  *   sched-out X
3636  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3637  *
3638  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3639  *                    X->state = WAKING
3640  *                    set_task_cpu(X,2)
3641  *
3642  *                    LOCK rq(2)->lock
3643  *                    enqueue X
3644  *                    X->state = RUNNING
3645  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3646  *
3647  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3648  *                                          sched-out Z
3649  *                                          sched-in X
3650  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
3651  *
3652  *                    UNLOCK X->pi_lock
3653  *   UNLOCK rq(0)->lock
3654  *
3655  *
3656  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
3657  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
3658  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
3659  */
3660
3661 /**
3662  * try_to_wake_up - wake up a thread
3663  * @p: the thread to be awakened
3664  * @state: the mask of task states that can be woken
3665  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
3666  *
3667  * Conceptually does:
3668  *
3669  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
3670  *
3671  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
3672  *
3673  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
3674  *
3675  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
3676  * with set_current_state().
3677  *
3678  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
3679  *
3680  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
3681  *  - p->sched_class
3682  *  - p->cpus_ptr
3683  *  - p->sched_task_group
3684  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
3685  *
3686  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
3687  * Takes rq->lock in:
3688  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
3689  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
3690  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
3691  *
3692  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
3693  * many memory barriers and their comments for details.
3694  *
3695  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
3696  *         %false otherwise.
3697  */
3698 static int
3699 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
3700 {
3701         unsigned long flags;
3702         int cpu, success = 0;
3703
3704         preempt_disable();
3705         if (p == current) {
3706                 /*
3707                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
3708                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
3709                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
3710                  * without taking any locks.
3711                  *
3712                  * In particular:
3713                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
3714                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
3715                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
3716                  */
3717                 if (!(READ_ONCE(p->__state) & state))
3718                         goto out;
3719
3720                 success = 1;
3721                 trace_sched_waking(p);
3722                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3723                 trace_sched_wakeup(p);
3724                 goto out;
3725         }
3726
3727         /*
3728          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
3729          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
3730          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
3731          * in set_current_state() that the waiting thread does.
3732          */
3733         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3734         smp_mb__after_spinlock();
3735         if (!(READ_ONCE(p->__state) & state))
3736                 goto unlock;
3737
3738         trace_sched_waking(p);
3739
3740         /* We're going to change ->state: */
3741         success = 1;
3742
3743         /*
3744          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
3745          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
3746          * in smp_cond_load_acquire() below.
3747          *
3748          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
3749          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
3750          *   UNLOCK rq->lock
3751          *
3752          * __schedule() (switch to task 'p')
3753          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3754          *   smp_mb__after_spinlock();
3755          *   UNLOCK rq->lock
3756          *
3757          * [task p]
3758          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
3759          *
3760          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3761          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3762          *
3763          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
3764          */
3765         smp_rmb();
3766         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
3767                 goto unlock;
3768
3769 #ifdef CONFIG_SMP
3770         /*
3771          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
3772          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
3773          *
3774          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
3775          * from the runqueue.
3776          *
3777          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
3778          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
3779          *   UNLOCK rq->lock
3780          *
3781          * __schedule() (put 'p' to sleep)
3782          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3783          *   smp_mb__after_spinlock();
3784          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
3785          *
3786          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3787          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3788          *
3789          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
3790          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
3791          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
3792          */
3793         smp_acquire__after_ctrl_dep();
3794
3795         /*
3796          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
3797          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
3798          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
3799          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
3800          */
3801         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
3802
3803         /*
3804          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3805          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
3806          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
3807          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
3808          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
3809          *
3810          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
3811          *
3812          * set_task_cpu(p, cpu);
3813          *   STORE p->cpu = @cpu
3814          * __schedule() (switch to task 'p')
3815          *   LOCK rq->lock
3816          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
3817          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
3818          *
3819          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
3820          * scheduling.
3821          */
3822         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
3823             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
3824                 goto unlock;
3825
3826         /*
3827          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3828          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
3829          *
3830          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
3831          *
3832          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
3833          * their previous state and preserve Program Order.
3834          */
3835         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3836
3837         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
3838         if (task_cpu(p) != cpu) {
3839                 if (p->in_iowait) {
3840                         delayacct_blkio_end(p);
3841                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3842                 }
3843
3844                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
3845                 psi_ttwu_dequeue(p);
3846                 set_task_cpu(p, cpu);
3847         }
3848 #else
3849         cpu = task_cpu(p);
3850 #endif /* CONFIG_SMP */
3851
3852         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
3853 unlock:
3854         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3855 out:
3856         if (success)
3857                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
3858         preempt_enable();
3859
3860         return success;
3861 }
3862
3863 /**
3864  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
3865  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
3866  * @func: Function to invoke.
3867  * @arg: Argument to function.
3868  *
3869  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
3870  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
3871  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
3872  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
3873  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
3874  * lightweight.
3875  *
3876  * Returns:
3877  *      @false if the task slipped out from under the locks.
3878  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
3879  *              However, @func can override this by returning @false.
3880  */
3881 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
3882 {
3883         struct rq_flags rf;
3884         bool ret = false;
3885         struct rq *rq;
3886
3887         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3888         if (p->on_rq) {
3889                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3890                 if (task_rq(p) == rq)
3891                         ret = func(p, arg);
3892                 rq_unlock(rq, &rf);
3893         } else {
3894                 switch (READ_ONCE(p->__state)) {
3895                 case TASK_RUNNING:
3896                 case TASK_WAKING:
3897                         break;
3898                 default:
3899                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
3900                         if (!p->on_rq)
3901                                 ret = func(p, arg);
3902                 }
3903         }
3904         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
3905         return ret;
3906 }
3907
3908 /**
3909  * wake_up_process - Wake up a specific process
3910  * @p: The process to be woken up.
3911  *
3912  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
3913  * processes.
3914  *
3915  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
3916  *
3917  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
3918  */
3919 int wake_up_process(struct task_struct *p)
3920 {
3921         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
3922 }
3923 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
3924
3925 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
3926 {
3927         return try_to_wake_up(p, state, 0);
3928 }
3929
3930 /*
3931  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
3932  * p is forked by current.
3933  *
3934  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
3935  */
3936 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3937 {
3938         p->on_rq                        = 0;
3939
3940         p->se.on_rq                     = 0;
3941         p->se.exec_start                = 0;
3942         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
3943         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
3944         p->se.nr_migrations             = 0;
3945         p->se.vruntime                  = 0;
3946         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
3947
3948 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3949         p->se.cfs_rq                    = NULL;
3950 #endif
3951
3952 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3953         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
3954         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
3955 #endif
3956
3957         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
3958         init_dl_task_timer(&p->dl);
3959         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
3960         __dl_clear_params(p);
3961
3962         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
3963         p->rt.timeout           = 0;
3964         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
3965         p->rt.on_rq             = 0;
3966         p->rt.on_list           = 0;
3967
3968 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3969         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
3970 #endif
3971
3972 #ifdef CONFIG_COMPACTION
3973         p->capture_control = NULL;
3974 #endif
3975         init_numa_balancing(clone_flags, p);
3976 #ifdef CONFIG_SMP
3977         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
3978         p->migration_pending = NULL;
3979 #endif
3980 }
3981
3982 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
3983
3984 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3985
3986 void set_numabalancing_state(bool enabled)
3987 {
3988         if (enabled)
3989                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
3990         else
3991                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
3992 }
3993
3994 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3995 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
3996                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
3997 {
3998         struct ctl_table t;
3999         int err;
4000         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
4001
4002         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4003                 return -EPERM;
4004
4005         t = *table;
4006         t.data = &state;
4007         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4008         if (err < 0)
4009                 return err;
4010         if (write)
4011                 set_numabalancing_state(state);
4012         return err;
4013 }
4014 #endif
4015 #endif
4016
4017 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4018
4019 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4020
4021 static void set_schedstats(bool enabled)
4022 {
4023         if (enabled)
4024                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4025         else
4026                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4027 }
4028
4029 void force_schedstat_enabled(void)
4030 {
4031         if (!schedstat_enabled()) {
4032                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4033                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4034         }
4035 }
4036
4037 static int __init setup_schedstats(char *str)
4038 {
4039         int ret = 0;
4040         if (!str)
4041                 goto out;
4042
4043         if (!strcmp(str, "enable")) {
4044                 set_schedstats(true);
4045                 ret = 1;
4046         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4047                 set_schedstats(false);
4048                 ret = 1;
4049         }
4050 out:
4051         if (!ret)
4052                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4053
4054         return ret;
4055 }
4056 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4057
4058 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4059 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4060                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4061 {
4062         struct ctl_table t;
4063         int err;
4064         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4065
4066         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4067                 return -EPERM;
4068
4069         t = *table;
4070         t.data = &state;
4071         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4072         if (err < 0)
4073                 return err;
4074         if (write)
4075                 set_schedstats(state);
4076         return err;
4077 }
4078 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4079 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4080
4081 /*
4082  * fork()/clone()-time setup:
4083  */
4084 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4085 {
4086         unsigned long flags;
4087
4088         __sched_fork(clone_flags, p);
4089         /*
4090          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4091          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4092          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4093          */
4094         p->__state = TASK_NEW;
4095
4096         /*
4097          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4098          */
4099         p->prio = current->normal_prio;
4100
4101         uclamp_fork(p);
4102
4103         /*
4104          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4105          */
4106         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4107                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4108                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4109                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4110                         p->rt_priority = 0;
4111                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4112                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4113
4114                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4115                 set_load_weight(p, false);
4116
4117                 /*
4118                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4119                  * fulfilled its duty:
4120                  */
4121                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4122         }
4123
4124         if (dl_prio(p->prio))
4125                 return -EAGAIN;
4126         else if (rt_prio(p->prio))
4127                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4128         else
4129                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4130
4131         init_entity_runnable_average(&p->se);
4132
4133         /*
4134          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
4135          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
4136          * is ran before sched_fork().
4137          *
4138          * Silence PROVE_RCU.
4139          */
4140         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4141         rseq_migrate(p);
4142         /*
4143          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4144          * so use __set_task_cpu().
4145          */
4146         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4147         if (p->sched_class->task_fork)
4148                 p->sched_class->task_fork(p);
4149         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4150
4151 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4152         if (likely(sched_info_on()))
4153                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4154 #endif
4155 #if defined(CONFIG_SMP)
4156         p->on_cpu = 0;
4157 #endif
4158         init_task_preempt_count(p);
4159 #ifdef CONFIG_SMP
4160         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4161         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4162 #endif
4163         return 0;
4164 }
4165
4166 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4167 {
4168         uclamp_post_fork(p);
4169 }
4170
4171 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4172 {
4173         if (runtime == RUNTIME_INF)
4174                 return BW_UNIT;
4175
4176         /*
4177          * Doing this here saves a lot of checks in all
4178          * the calling paths, and returning zero seems
4179          * safe for them anyway.
4180          */
4181         if (period == 0)
4182                 return 0;
4183
4184         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4185 }
4186
4187 /*
4188  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4189  *
4190  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4191  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4192  * on the runqueue and wakes it.
4193  */
4194 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4195 {
4196         struct rq_flags rf;
4197         struct rq *rq;
4198
4199         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4200         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4201 #ifdef CONFIG_SMP
4202         /*
4203          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4204          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4205          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4206          *
4207          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4208          * as we're not fully set-up yet.
4209          */
4210         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4211         rseq_migrate(p);
4212         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4213 #endif
4214         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4215         update_rq_clock(rq);
4216         post_init_entity_util_avg(p);
4217
4218         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4219         trace_sched_wakeup_new(p);
4220         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4221 #ifdef CONFIG_SMP
4222         if (p->sched_class->task_woken) {
4223                 /*
4224                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4225                  * drop it.
4226                  */
4227                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4228                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4229                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4230         }
4231 #endif
4232         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4233 }
4234
4235 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4236
4237 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4238
4239 void preempt_notifier_inc(void)
4240 {
4241         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4242 }
4243 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4244
4245 void preempt_notifier_dec(void)
4246 {
4247         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4248 }
4249 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4250
4251 /**
4252  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4253  * @notifier: notifier struct to register
4254  */
4255 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4256 {
4257         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4258                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4259
4260         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4261 }
4262 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4263
4264 /**
4265  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4266  * @notifier: notifier struct to unregister
4267  *
4268  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4269  */
4270 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4271 {
4272         hlist_del(&notifier->link);
4273 }
4274 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4275
4276 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4277 {
4278         struct preempt_notifier *notifier;
4279
4280         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4281                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4282 }
4283
4284 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4285 {
4286         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4287                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4288 }
4289
4290 static void
4291 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4292                                    struct task_struct *next)
4293 {
4294         struct preempt_notifier *notifier;
4295
4296         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4297                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4298 }
4299
4300 static __always_inline void
4301 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4302                                  struct task_struct *next)
4303 {
4304         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4305                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4306 }
4307
4308 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4309
4310 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4311 {
4312 }
4313
4314 static inline void
4315 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4316                                  struct task_struct *next)
4317 {
4318 }
4319
4320 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4321
4322 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4323 {
4324 #ifdef CONFIG_SMP
4325         /*
4326          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4327          * such that any running task will have this set.
4328          *
4329          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
4330          */
4331         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4332 #endif
4333 }
4334
4335 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4336 {
4337 #ifdef CONFIG_SMP
4338         /*
4339          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4340          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4341          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4342          * finished.
4343          *
4344          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4345          * happen before this.
4346          *
4347          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4348          */
4349         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4350 #endif
4351 }
4352
4353 #ifdef CONFIG_SMP
4354
4355 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4356 {
4357         void (*func)(struct rq *rq);
4358         struct callback_head *next;
4359
4360         lockdep_assert_rq_held(rq);
4361
4362         while (head) {
4363                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4364                 next = head->next;
4365                 head->next = NULL;
4366                 head = next;
4367
4368                 func(rq);
4369         }
4370 }
4371
4372 static void balance_push(struct rq *rq);
4373
4374 struct callback_head balance_push_callback = {
4375         .next = NULL,
4376         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4377 };
4378
4379 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4380 {
4381         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4382
4383         lockdep_assert_rq_held(rq);
4384         if (head)
4385                 rq->balance_callback = NULL;
4386
4387         return head;
4388 }
4389
4390 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4391 {
4392         do_balance_callbacks(rq, splice_balance_callbacks(rq));
4393 }
4394
4395 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4396 {
4397         unsigned long flags;
4398
4399         if (unlikely(head)) {
4400                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4401                 do_balance_callbacks(rq, head);
4402                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4403         }
4404 }
4405
4406 #else
4407
4408 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4409 {
4410 }
4411
4412 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4413 {
4414         return NULL;
4415 }
4416
4417 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4418 {
4419 }
4420
4421 #endif
4422
4423 static inline void
4424 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4425 {
4426         /*
4427          * Since the runqueue lock will be released by the next
4428          * task (which is an invalid locking op but in the case
4429          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4430          * do an early lockdep release here:
4431          */
4432         rq_unpin_lock(rq, rf);
4433         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4434 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4435         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4436         rq_lockp(rq)->owner = next;
4437 #endif
4438 }
4439
4440 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4441 {
4442         /*
4443          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4444          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4445          * prev into current:
4446          */
4447         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4448         __balance_callbacks(rq);
4449         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
4450 }
4451
4452 /*
4453  * NOP if the arch has not defined these:
4454  */
4455
4456 #ifndef prepare_arch_switch
4457 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4458 #endif
4459
4460 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4461 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4462 #endif
4463
4464 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4465 {
4466 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4467         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4468                 __kmap_local_sched_out();
4469 #endif
4470 }
4471
4472 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4473 {
4474 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4475         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4476                 __kmap_local_sched_in();
4477 #endif
4478 }
4479
4480 /**
4481  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4482  * @rq: the runqueue preparing to switch
4483  * @prev: the current task that is being switched out
4484  * @next: the task we are going to switch to.
4485  *
4486  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4487  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4488  * switch.
4489  *
4490  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4491  * hooks.
4492  */
4493 static inline void
4494 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4495                     struct task_struct *next)
4496 {
4497         kcov_prepare_switch(prev);
4498         sched_info_switch(rq, prev, next);
4499         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4500         rseq_preempt(prev);
4501         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4502         kmap_local_sched_out();
4503         prepare_task(next);
4504         prepare_arch_switch(next);
4505 }
4506
4507 /**
4508  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
4509  * @prev: the thread we just switched away from.
4510  *
4511  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
4512  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
4513  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
4514  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
4515  *
4516  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
4517  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
4518  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
4519  * details.)
4520  *
4521  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
4522  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
4523  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
4524  * because prev may have moved to another CPU.
4525  */
4526 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
4527         __releases(rq->lock)
4528 {
4529         struct rq *rq = this_rq();
4530         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
4531         long prev_state;
4532
4533         /*
4534          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
4535          * because it left us after:
4536          *
4537          *      schedule()
4538          *        preempt_disable();                    // 1
4539          *        __schedule()
4540          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
4541          *
4542          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
4543          */
4544         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
4545                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
4546                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
4547                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
4548
4549         rq->prev_mm = NULL;
4550
4551         /*
4552          * A task struct has one reference for the use as "current".
4553          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
4554          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
4555          * the scheduled task must drop that reference.
4556          *
4557          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
4558          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
4559          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
4560          * transition, resulting in a double drop.
4561          */
4562         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
4563         vtime_task_switch(prev);
4564         perf_event_task_sched_in(prev, current);
4565         finish_task(prev);
4566         tick_nohz_task_switch();
4567         finish_lock_switch(rq);
4568         finish_arch_post_lock_switch();
4569         kcov_finish_switch(current);
4570         /*
4571          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
4572          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
4573          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
4574          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
4575          * disabled either.
4576          */
4577         kmap_local_sched_in();
4578
4579         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
4580         /*
4581          * When switching through a kernel thread, the loop in
4582          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
4583          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
4584          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
4585          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
4586          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
4587          *
4588          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
4589          *   provided by mmdrop(),
4590          * - a sync_core for SYNC_CORE.
4591          */
4592         if (mm) {
4593                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
4594                 mmdrop(mm);
4595         }
4596         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
4597                 if (prev->sched_class->task_dead)
4598                         prev->sched_class->task_dead(prev);
4599
4600                 /*
4601                  * Remove function-return probe instances associated with this
4602                  * task and put them back on the free list.
4603                  */
4604                 kprobe_flush_task(prev);
4605
4606                 /* Task is done with its stack. */
4607                 put_task_stack(prev);
4608
4609                 put_task_struct_rcu_user(prev);
4610         }
4611
4612         return rq;
4613 }
4614
4615 /**
4616  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
4617  * @prev: the thread we just switched away from.
4618  */
4619 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
4620         __releases(rq->lock)
4621 {
4622         /*
4623          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
4624          * finish_task_switch() for details.
4625          *
4626          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
4627          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
4628          * PREEMPT_COUNT kernels).
4629          */
4630
4631         finish_task_switch(prev);
4632         preempt_enable();
4633
4634         if (current->set_child_tid)
4635                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
4636
4637         calculate_sigpending();
4638 }
4639
4640 /*
4641  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
4642  */
4643 static __always_inline struct rq *
4644 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4645                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4646 {
4647         prepare_task_switch(rq, prev, next);
4648
4649         /*
4650          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
4651          * combine the page table reload and the switch backend into
4652          * one hypercall.
4653          */
4654         arch_start_context_switch(prev);
4655
4656         /*
4657          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
4658          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
4659          *
4660          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
4661          *   user ->   user   switch
4662          */
4663         if (!next->mm) {                                // to kernel
4664                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
4665
4666                 next->active_mm = prev->active_mm;
4667                 if (prev->mm)                           // from user
4668                         mmgrab(prev->active_mm);
4669                 else
4670                         prev->active_mm = NULL;
4671         } else {                                        // to user
4672                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
4673                 /*
4674                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
4675                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
4676                  *
4677                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
4678                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
4679                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
4680                  */
4681                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
4682
4683                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
4684                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
4685                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
4686                         prev->active_mm = NULL;
4687                 }
4688         }
4689
4690         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4691
4692         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
4693
4694         /* Here we just switch the register state and the stack. */
4695         switch_to(prev, next, prev);
4696         barrier();
4697
4698         return finish_task_switch(prev);
4699 }
4700
4701 /*
4702  * nr_running and nr_context_switches:
4703  *
4704  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
4705  * threads, total number of context switches performed since bootup.
4706  */
4707 unsigned int nr_running(void)
4708 {
4709         unsigned int i, sum = 0;
4710
4711         for_each_online_cpu(i)
4712                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
4713
4714         return sum;
4715 }
4716
4717 /*
4718  * Check if only the current task is running on the CPU.
4719  *
4720  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
4721  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
4722  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
4723  *
4724  * - from a non-preemptible section (of course)
4725  *
4726  * - from a thread that is bound to a single CPU
4727  *
4728  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
4729  */
4730 bool single_task_running(void)
4731 {
4732         return raw_rq()->nr_running == 1;
4733 }
4734 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
4735
4736 unsigned long long nr_context_switches(void)
4737 {
4738         int i;
4739         unsigned long long sum = 0;
4740
4741         for_each_possible_cpu(i)
4742                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
4743
4744         return sum;
4745 }
4746
4747 /*
4748  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
4749  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
4750  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
4751  * it does become runnable.
4752  */
4753
4754 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
4755 {
4756         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
4757 }
4758
4759 /*
4760  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
4761  *
4762  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
4763  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
4764  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
4765  *
4766  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
4767  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
4768  * running and we'd not be idle.
4769  *
4770  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
4771  * is broken.
4772  *
4773  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
4774  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
4775  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
4776  * utilising both CPUs.
4777  *
4778  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
4779  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
4780  *
4781  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
4782  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
4783  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
4784  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
4785  *
4786  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
4787  */
4788
4789 unsigned int nr_iowait(void)
4790 {
4791         unsigned int i, sum = 0;
4792
4793         for_each_possible_cpu(i)
4794                 sum += nr_iowait_cpu(i);
4795
4796         return sum;
4797 }
4798
4799 #ifdef CONFIG_SMP
4800
4801 /*
4802  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
4803  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
4804  */
4805 void sched_exec(void)
4806 {
4807         struct task_struct *p = current;
4808         unsigned long flags;
4809         int dest_cpu;
4810
4811         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4812         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
4813         if (dest_cpu == smp_processor_id())
4814                 goto unlock;
4815
4816         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
4817                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4818
4819                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4820                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
4821                 return;
4822         }
4823 unlock:
4824         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4825 }
4826
4827 #endif
4828
4829 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4830 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
4831
4832 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4833 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
4834
4835 /*
4836  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
4837  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
4838  * we observe a high rate of cache misses in practice.
4839  * Prefetching this data results in improved performance.
4840  */
4841 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
4842 {
4843 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4844         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
4845 #else
4846         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
4847 #endif
4848         prefetch(curr);
4849         prefetch(&curr->exec_start);
4850 }
4851
4852 /*
4853  * Return accounted runtime for the task.
4854  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4855  * pending runtime that have not been accounted yet.
4856  */
4857 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4858 {
4859         struct rq_flags rf;
4860         struct rq *rq;
4861         u64 ns;
4862
4863 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
4864         /*
4865          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
4866          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
4867          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
4868          *
4869          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
4870          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
4871          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
4872          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
4873          * been accounted, so we're correct here as well.
4874          */
4875         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
4876                 return p->se.sum_exec_runtime;
4877 #endif
4878
4879         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4880         /*
4881          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
4882          * project cycles that may never be accounted to this
4883          * thread, breaking clock_gettime().
4884          */
4885         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
4886                 prefetch_curr_exec_start(p);
4887                 update_rq_clock(rq);
4888                 p->sched_class->update_curr(rq);
4889         }
4890         ns = p->se.sum_exec_runtime;
4891         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4892
4893         return ns;
4894 }
4895
4896 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4897 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
4898 {
4899         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
4900         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
4901         static bool warned_once;
4902
4903         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
4904                 return 0;
4905
4906         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
4907                 return 0;
4908
4909         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
4910                 return 0;
4911
4912         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
4913                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
4914                 rq->ticks_without_resched = 0;
4915                 return 0;
4916         }
4917
4918         rq->ticks_without_resched++;
4919         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
4920         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
4921                 return 0;
4922
4923         warned_once = true;
4924
4925         return resched_latency;
4926 }
4927
4928 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
4929 {
4930         long val;
4931
4932         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
4933                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
4934                 return 1;
4935         }
4936
4937         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
4938         return 1;
4939 }
4940 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
4941 #else
4942 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
4943 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
4944
4945 /*
4946  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4947  * We call it with interrupts disabled.
4948  */
4949 void scheduler_tick(void)
4950 {
4951         int cpu = smp_processor_id();
4952         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4953         struct task_struct *curr = rq->curr;
4954         struct rq_flags rf;
4955         unsigned long thermal_pressure;
4956         u64 resched_latency;
4957
4958         arch_scale_freq_tick();
4959         sched_clock_tick();
4960
4961         rq_lock(rq, &rf);
4962
4963         update_rq_clock(rq);
4964         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
4965         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
4966         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4967         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
4968                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
4969         calc_global_load_tick(rq);
4970
4971         rq_unlock(rq, &rf);
4972
4973         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
4974                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
4975
4976         perf_event_task_tick();
4977
4978 #ifdef CONFIG_SMP
4979         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4980         trigger_load_balance(rq);
4981 #endif
4982 }
4983
4984 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
4985
4986 struct tick_work {
4987         int                     cpu;
4988         atomic_t                state;
4989         struct delayed_work     work;
4990 };
4991 /* Values for ->state, see diagram below. */
4992 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
4993 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
4994 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
4995
4996 /*
4997  * State diagram for ->state:
4998  *
4999  *
5000  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5001  *                    |   ^
5002  *                    |   |
5003  *                    |   | sched_tick_remote()
5004  *                    |   |
5005  *                    |   |
5006  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5007  *                    |   ^
5008  *                    |   |
5009  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5010  *                    |   |
5011  *                    V   |
5012  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5013  *
5014  *
5015  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5016  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5017  */
5018
5019 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5020
5021 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5022 {
5023         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5024         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5025         int cpu = twork->cpu;
5026         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5027         struct task_struct *curr;
5028         struct rq_flags rf;
5029         u64 delta;
5030         int os;
5031
5032         /*
5033          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5034          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5035          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5036          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5037          * of when exactly it is running.
5038          */
5039         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5040                 goto out_requeue;
5041
5042         rq_lock_irq(rq, &rf);
5043         curr = rq->curr;
5044         if (cpu_is_offline(cpu))
5045                 goto out_unlock;
5046
5047         update_rq_clock(rq);
5048
5049         if (!is_idle_task(curr)) {
5050                 /*
5051                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5052                  * amount of time.
5053                  */
5054                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5055                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5056         }
5057         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5058
5059         calc_load_nohz_remote(rq);
5060 out_unlock:
5061         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5062 out_requeue:
5063
5064         /*
5065          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5066          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5067          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5068          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5069          */
5070         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5071         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5072         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5073                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5074 }
5075
5076 static void sched_tick_start(int cpu)
5077 {
5078         int os;
5079         struct tick_work *twork;
5080
5081         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5082                 return;
5083
5084         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5085
5086         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5087         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5088         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5089         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5090                 twork->cpu = cpu;
5091                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5092                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5093         }
5094 }
5095
5096 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5097 static void sched_tick_stop(int cpu)
5098 {
5099         struct tick_work *twork;
5100         int os;
5101
5102         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5103                 return;
5104
5105         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5106
5107         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5108         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5109         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5110         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5111         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5112 }
5113 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5114
5115 int __init sched_tick_offload_init(void)
5116 {
5117         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5118         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5119         return 0;
5120 }
5121
5122 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5123 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5124 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5125 #endif
5126
5127 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5128                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5129 /*
5130  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5131  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5132  */
5133 static inline void preempt_latency_start(int val)
5134 {
5135         if (preempt_count() == val) {
5136                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5137 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5138                 current->preempt_disable_ip = ip;
5139 #endif
5140                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5141         }
5142 }
5143
5144 void preempt_count_add(int val)
5145 {
5146 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5147         /*
5148          * Underflow?
5149          */
5150         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5151                 return;
5152 #endif
5153         __preempt_count_add(val);
5154 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5155         /*
5156          * Spinlock count overflowing soon?
5157          */
5158         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5159                                 PREEMPT_MASK - 10);
5160 #endif
5161         preempt_latency_start(val);
5162 }
5163 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5164 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5165
5166 /*
5167  * If the value passed in equals to the current preempt count
5168  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5169  */
5170 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5171 {
5172         if (preempt_count() == val)
5173                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5174 }
5175
5176 void preempt_count_sub(int val)
5177 {
5178 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5179         /*
5180          * Underflow?
5181          */
5182         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5183                 return;
5184         /*
5185          * Is the spinlock portion underflowing?
5186          */
5187         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5188                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5189                 return;
5190 #endif
5191
5192         preempt_latency_stop(val);
5193         __preempt_count_sub(val);
5194 }
5195 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5196 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5197
5198 #else
5199 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5200 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5201 #endif
5202
5203 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5204 {
5205 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5206         return p->preempt_disable_ip;
5207 #else
5208         return 0;
5209 #endif
5210 }
5211
5212 /*
5213  * Print scheduling while atomic bug:
5214  */
5215 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5216 {
5217         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5218         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5219
5220         if (oops_in_progress)
5221                 return;
5222
5223         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5224                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5225
5226         debug_show_held_locks(prev);
5227         print_modules();
5228         if (irqs_disabled())
5229                 print_irqtrace_events(prev);
5230         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5231             && in_atomic_preempt_off()) {
5232                 pr_err("Preemption disabled at:");
5233                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5234         }
5235         if (panic_on_warn)
5236                 panic("scheduling while atomic\n");
5237
5238         dump_stack();
5239         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5240 }
5241
5242 /*
5243  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5244  */
5245 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5246 {
5247 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5248         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5249                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5250
5251         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5252                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5253 #endif
5254
5255 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5256         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5257                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5258                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5259                 dump_stack();
5260                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5261         }
5262 #endif
5263
5264         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5265                 __schedule_bug(prev);
5266                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5267         }
5268         rcu_sleep_check();
5269         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5270
5271         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5272
5273         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5274 }
5275
5276 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5277                                   struct rq_flags *rf)
5278 {
5279 #ifdef CONFIG_SMP
5280         const struct sched_class *class;
5281         /*
5282          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5283          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5284          * state as before we took rq->lock.
5285          *
5286          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5287          * a runnable task of @class priority or higher.
5288          */
5289         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5290                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5291                         break;
5292         }
5293 #endif
5294
5295         put_prev_task(rq, prev);
5296 }
5297
5298 /*
5299  * Pick up the highest-prio task:
5300  */
5301 static inline struct task_struct *
5302 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5303 {
5304         const struct sched_class *class;
5305         struct task_struct *p;
5306
5307         /*
5308          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5309          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5310          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5311          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5312          */
5313         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
5314                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5315
5316                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5317                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5318                         goto restart;
5319
5320                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5321                 if (!p) {
5322                         put_prev_task(rq, prev);
5323                         p = pick_next_task_idle(rq);
5324                 }
5325
5326                 return p;
5327         }
5328
5329 restart:
5330         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5331
5332         for_each_class(class) {
5333                 p = class->pick_next_task(rq);
5334                 if (p)
5335                         return p;
5336         }
5337
5338         /* The idle class should always have a runnable task: */
5339         BUG();
5340 }
5341
5342 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5343 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5344 {
5345         return (task_rq(t)->idle == t);
5346 }
5347
5348 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5349 {
5350         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5351 }
5352
5353 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5354 {
5355         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5356                 return true;
5357
5358         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5359 }
5360
5361 // XXX fairness/fwd progress conditions
5362 /*
5363  * Returns
5364  * - NULL if there is no runnable task for this class.
5365  * - the highest priority task for this runqueue if it matches
5366  *   rq->core->core_cookie or its priority is greater than max.
5367  * - Else returns idle_task.
5368  */
5369 static struct task_struct *
5370 pick_task(struct rq *rq, const struct sched_class *class, struct task_struct *max, bool in_fi)
5371 {
5372         struct task_struct *class_pick, *cookie_pick;
5373         unsigned long cookie = rq->core->core_cookie;
5374
5375         class_pick = class->pick_task(rq);
5376         if (!class_pick)
5377                 return NULL;
5378
5379         if (!cookie) {
5380                 /*
5381                  * If class_pick is tagged, return it only if it has
5382                  * higher priority than max.
5383                  */
5384                 if (max && class_pick->core_cookie &&
5385                     prio_less(class_pick, max, in_fi))
5386                         return idle_sched_class.pick_task(rq);
5387
5388                 return class_pick;
5389         }
5390
5391         /*
5392          * If class_pick is idle or matches cookie, return early.
5393          */
5394         if (cookie_equals(class_pick, cookie))
5395                 return class_pick;
5396
5397         cookie_pick = sched_core_find(rq, cookie);
5398
5399         /*
5400          * If class > max && class > cookie, it is the highest priority task on
5401          * the core (so far) and it must be selected, otherwise we must go with
5402          * the cookie pick in order to satisfy the constraint.
5403          */
5404         if (prio_less(cookie_pick, class_pick, in_fi) &&
5405             (!max || prio_less(max, class_pick, in_fi)))
5406                 return class_pick;
5407
5408         return cookie_pick;
5409 }
5410
5411 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5412
5413 static struct task_struct *
5414 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5415 {
5416         struct task_struct *next, *max = NULL;
5417         const struct sched_class *class;
5418         const struct cpumask *smt_mask;
5419         bool fi_before = false;
5420         int i, j, cpu, occ = 0;
5421         bool need_sync;
5422
5423         if (!sched_core_enabled(rq))
5424                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5425
5426         cpu = cpu_of(rq);
5427
5428         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5429         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5430                 /*
5431                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5432                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5433                  * another cpu during offline.
5434                  */
5435                 rq->core_pick = NULL;
5436                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5437         }
5438
5439         /*
5440          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5441          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5442          * pick yet, do so now.
5443          *
5444          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5445          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5446          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5447          */
5448         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5449             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5450             rq->core_pick) {
5451                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5452
5453                 next = rq->core_pick;
5454                 if (next != prev) {
5455                         put_prev_task(rq, prev);
5456                         set_next_task(rq, next);
5457                 }
5458
5459                 rq->core_pick = NULL;
5460                 return next;
5461         }
5462
5463         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5464
5465         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5466         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5467
5468         /* reset state */
5469         rq->core->core_cookie = 0UL;
5470         if (rq->core->core_forceidle) {
5471                 need_sync = true;
5472                 fi_before = true;
5473                 rq->core->core_forceidle = false;
5474         }
5475
5476         /*
5477          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
5478          *
5479          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
5480          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
5481          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
5482          *
5483          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
5484          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
5485          */
5486         rq->core->core_task_seq++;
5487
5488         /*
5489          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
5490          * and there are no cookied tasks running on siblings.
5491          */
5492         if (!need_sync) {
5493                 for_each_class(class) {
5494                         next = class->pick_task(rq);
5495                         if (next)
5496                                 break;
5497                 }
5498
5499                 if (!next->core_cookie) {
5500                         rq->core_pick = NULL;
5501                         /*
5502                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
5503                          * unconstrained picks as well.
5504                          */
5505                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
5506                         task_vruntime_update(rq, next, false);
5507                         goto done;
5508                 }
5509         }
5510
5511         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5512                 struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5513
5514                 rq_i->core_pick = NULL;
5515
5516                 if (i != cpu)
5517                         update_rq_clock(rq_i);
5518         }
5519
5520         /*
5521          * Try and select tasks for each sibling in descending sched_class
5522          * order.
5523          */
5524         for_each_class(class) {
5525 again:
5526                 for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
5527                         struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5528                         struct task_struct *p;
5529
5530                         if (rq_i->core_pick)
5531                                 continue;
5532
5533                         /*
5534                          * If this sibling doesn't yet have a suitable task to
5535                          * run; ask for the most eligible task, given the
5536                          * highest priority task already selected for this
5537                          * core.
5538                          */
5539                         p = pick_task(rq_i, class, max, fi_before);
5540                         if (!p)
5541                                 continue;
5542
5543                         if (!is_task_rq_idle(p))
5544                                 occ++;
5545
5546                         rq_i->core_pick = p;
5547                         if (rq_i->idle == p && rq_i->nr_running) {
5548                                 rq->core->core_forceidle = true;
5549                                 if (!fi_before)
5550                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
5551                         }
5552
5553                         /*
5554                          * If this new candidate is of higher priority than the
5555                          * previous; and they're incompatible; we need to wipe
5556                          * the slate and start over. pick_task makes sure that
5557                          * p's priority is more than max if it doesn't match
5558                          * max's cookie.
5559                          *
5560                          * NOTE: this is a linear max-filter and is thus bounded
5561                          * in execution time.
5562                          */
5563                         if (!max || !cookie_match(max, p)) {
5564                                 struct task_struct *old_max = max;
5565
5566                                 rq->core->core_cookie = p->core_cookie;
5567                                 max = p;
5568
5569                                 if (old_max) {
5570                                         rq->core->core_forceidle = false;
5571                                         for_each_cpu(j, smt_mask) {
5572                                                 if (j == i)
5573                                                         continue;
5574
5575                                                 cpu_rq(j)->core_pick = NULL;
5576                                         }
5577                                         occ = 1;
5578                                         goto again;
5579                                 }
5580                         }
5581                 }
5582         }
5583
5584         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
5585         next = rq->core_pick;
5586         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
5587
5588         /* Something should have been selected for current CPU */
5589         WARN_ON_ONCE(!next);
5590
5591         /*
5592          * Reschedule siblings
5593          *
5594          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
5595          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
5596          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
5597          * non-matching user state.
5598          */
5599         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5600                 struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5601
5602                 /*
5603                  * An online sibling might have gone offline before a task
5604                  * could be picked for it, or it might be offline but later
5605                  * happen to come online, but its too late and nothing was
5606                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
5607                  * so ignore it.
5608                  */
5609                 if (!rq_i->core_pick)
5610                         continue;
5611
5612                 /*
5613                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
5614                  * fi_before     fi      update?
5615                  *  0            0       1
5616                  *  0            1       1
5617                  *  1            0       1
5618                  *  1            1       0
5619                  */
5620                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle))
5621                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, rq->core->core_forceidle);
5622
5623                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
5624
5625                 if (i == cpu) {
5626                         rq_i->core_pick = NULL;
5627                         continue;
5628                 }
5629
5630                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
5631                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
5632
5633                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
5634                         rq_i->core_pick = NULL;
5635                         continue;
5636                 }
5637
5638                 resched_curr(rq_i);
5639         }
5640
5641 done:
5642         set_next_task(rq, next);
5643         return next;
5644 }
5645
5646 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
5647 {
5648         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
5649         struct task_struct *p;
5650         unsigned long cookie;
5651         bool success = false;
5652
5653         local_irq_disable();
5654         double_rq_lock(dst, src);
5655
5656         cookie = dst->core->core_cookie;
5657         if (!cookie)
5658                 goto unlock;
5659
5660         if (dst->curr != dst->idle)
5661                 goto unlock;
5662
5663         p = sched_core_find(src, cookie);
5664         if (p == src->idle)
5665                 goto unlock;
5666
5667         do {
5668                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
5669                         goto next;
5670
5671                 if (!cpumask_test_cpu(this, &p->cpus_mask))
5672                         goto next;
5673
5674                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
5675                         goto next;
5676
5677                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5678                 deactivate_task(src, p, 0);
5679                 set_task_cpu(p, this);
5680                 activate_task(dst, p, 0);
5681                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5682
5683                 resched_curr(dst);
5684
5685                 success = true;
5686                 break;
5687
5688 next:
5689                 p = sched_core_next(p, cookie);
5690         } while (p);
5691
5692 unlock:
5693         double_rq_unlock(dst, src);
5694         local_irq_enable();
5695
5696         return success;
5697 }
5698
5699 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
5700 {
5701         int i;
5702
5703         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
5704                 if (i == cpu)
5705                         continue;
5706
5707                 if (need_resched())
5708                         break;
5709
5710                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
5711                         return true;
5712         }
5713
5714         return false;
5715 }
5716
5717 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
5718 {
5719         struct sched_domain *sd;
5720         int cpu = cpu_of(rq);
5721
5722         preempt_disable();
5723         rcu_read_lock();
5724         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5725         for_each_domain(cpu, sd) {
5726                 if (need_resched())
5727                         break;
5728
5729                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
5730                         break;
5731         }
5732         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
5733         rcu_read_unlock();
5734         preempt_enable();
5735 }
5736
5737 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, core_balance_head);
5738
5739 void queue_core_balance(struct rq *rq)
5740 {
5741         if (!sched_core_enabled(rq))
5742                 return;
5743
5744         if (!rq->core->core_cookie)
5745                 return;
5746
5747         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
5748                 return;
5749
5750         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
5751 }
5752
5753 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
5754 {
5755         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5756         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
5757         unsigned long flags;
5758         int t;
5759
5760         sched_core_lock(cpu, &flags);
5761
5762         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
5763
5764         /* if we're the first, we'll be our own leader */
5765         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
5766                 goto unlock;
5767
5768         /* find the leader */
5769         for_each_cpu(t, smt_mask) {
5770                 if (t == cpu)
5771                         continue;
5772                 rq = cpu_rq(t);
5773                 if (rq->core == rq) {
5774                         core_rq = rq;
5775                         break;
5776                 }
5777         }
5778
5779         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
5780                 goto unlock;
5781
5782         /* install and validate core_rq */
5783         for_each_cpu(t, smt_mask) {
5784                 rq = cpu_rq(t);
5785
5786                 if (t == cpu)
5787                         rq->core = core_rq;
5788
5789                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
5790         }
5791
5792 unlock:
5793         sched_core_unlock(cpu, &flags);
5794 }
5795
5796 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5797 {
5798         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5799         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
5800         unsigned long flags;
5801         int t;
5802
5803         sched_core_lock(cpu, &flags);
5804
5805         /* if we're the last man standing, nothing to do */
5806         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
5807                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
5808                 goto unlock;
5809         }
5810
5811         /* if we're not the leader, nothing to do */
5812         if (rq->core != rq)
5813                 goto unlock;
5814
5815         /* find a new leader */
5816         for_each_cpu(t, smt_mask) {
5817                 if (t == cpu)
5818                         continue;
5819                 core_rq = cpu_rq(t);
5820                 break;
5821         }
5822
5823         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
5824                 goto unlock;
5825
5826         /* copy the shared state to the new leader */
5827         core_rq->core_task_seq      = rq->core_task_seq;
5828         core_rq->core_pick_seq      = rq->core_pick_seq;
5829         core_rq->core_cookie        = rq->core_cookie;
5830         core_rq->core_forceidle     = rq->core_forceidle;
5831         core_rq->core_forceidle_seq = rq->core_forceidle_seq;
5832
5833         /* install new leader */
5834         for_each_cpu(t, smt_mask) {
5835                 rq = cpu_rq(t);
5836                 rq->core = core_rq;
5837         }
5838
5839 unlock:
5840         sched_core_unlock(cpu, &flags);
5841 }
5842
5843 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
5844 {
5845         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5846
5847         if (rq->core != rq)
5848                 rq->core = rq;
5849 }
5850
5851 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
5852
5853 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
5854 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
5855 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
5856
5857 static struct task_struct *
5858 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5859 {
5860         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5861 }
5862
5863 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
5864
5865 /*
5866  * __schedule() is the main scheduler function.
5867  *
5868  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
5869  *
5870  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
5871  *
5872  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
5873  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
5874  *
5875  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
5876  *      interrupt handler scheduler_tick().
5877  *
5878  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
5879  *      task to the run-queue and that's it.
5880  *
5881  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
5882  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
5883  *      called on the nearest possible occasion:
5884  *
5885  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
5886  *
5887  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
5888  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
5889  *           spin_unlock()!)
5890  *
5891  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
5892  *           preemptible context
5893  *
5894  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
5895  *         then at the next:
5896  *
5897  *          - cond_resched() call
5898  *          - explicit schedule() call
5899  *          - return from syscall or exception to user-space
5900  *          - return from interrupt-handler to user-space
5901  *
5902  * WARNING: must be called with preemption disabled!
5903  */
5904 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
5905 {
5906         struct task_struct *prev, *next;
5907         unsigned long *switch_count;
5908         unsigned long prev_state;
5909         struct rq_flags rf;
5910         struct rq *rq;
5911         int cpu;
5912
5913         cpu = smp_processor_id();
5914         rq = cpu_rq(cpu);
5915         prev = rq->curr;
5916
5917         schedule_debug(prev, preempt);
5918
5919         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
5920                 hrtick_clear(rq);
5921
5922         local_irq_disable();
5923         rcu_note_context_switch(preempt);
5924
5925         /*
5926          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
5927          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
5928          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
5929          *
5930          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
5931          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
5932          *                                        wake_up_state(p, state)
5933          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
5934          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
5935          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
5936          *
5937          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
5938          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
5939          */
5940         rq_lock(rq, &rf);
5941         smp_mb__after_spinlock();
5942
5943         /* Promote REQ to ACT */
5944         rq->clock_update_flags <<= 1;
5945         update_rq_clock(rq);
5946
5947         switch_count = &prev->nivcsw;
5948
5949         /*
5950          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
5951          * that:
5952          *
5953          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
5954          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
5955          */
5956         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
5957         if (!preempt && prev_state) {
5958                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
5959                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
5960                 } else {
5961                         prev->sched_contributes_to_load =
5962                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
5963                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
5964                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
5965
5966                         if (prev->sched_contributes_to_load)
5967                                 rq->nr_uninterruptible++;
5968
5969                         /*
5970                          * __schedule()                 ttwu()
5971                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
5972                          *   if (prev_state)                goto out;
5973                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
5974                          *                                p->state = TASK_WAKING
5975                          *
5976                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
5977                          *
5978                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
5979                          */
5980                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
5981
5982                         if (prev->in_iowait) {
5983                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5984                                 delayacct_blkio_start();
5985                         }
5986                 }
5987                 switch_count = &prev->nvcsw;
5988         }
5989
5990         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
5991         clear_tsk_need_resched(prev);
5992         clear_preempt_need_resched();
5993 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5994         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
5995 #endif
5996
5997         if (likely(prev != next)) {
5998                 rq->nr_switches++;
5999                 /*
6000                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6001                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6002                  */
6003                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6004                 /*
6005                  * The membarrier system call requires each architecture
6006                  * to have a full memory barrier after updating
6007                  * rq->curr, before returning to user-space.
6008                  *
6009                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6010                  * various architectures:
6011                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6012                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6013                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6014                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6015                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6016                  *   is a RELEASE barrier),
6017                  */
6018                 ++*switch_count;
6019
6020                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6021                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6022
6023                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
6024
6025                 /* Also unlocks the rq: */
6026                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6027         } else {
6028                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6029
6030                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6031                 __balance_callbacks(rq);
6032                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6033         }
6034 }
6035
6036 void __noreturn do_task_dead(void)
6037 {
6038         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6039         set_special_state(TASK_DEAD);
6040
6041         /* Tell freezer to ignore us: */
6042         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6043
6044         __schedule(false);
6045         BUG();
6046
6047         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6048         for (;;)
6049                 cpu_relax();
6050 }
6051
6052 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6053 {
6054         unsigned int task_flags;
6055
6056         if (task_is_running(tsk))
6057                 return;
6058
6059         task_flags = tsk->flags;
6060         /*
6061          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
6062          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
6063          * As this function is called inside the schedule() context,
6064          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
6065          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
6066          * requires it.
6067          */
6068         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6069                 preempt_disable();
6070                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6071                         wq_worker_sleeping(tsk);
6072                 else
6073                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6074                 preempt_enable_no_resched();
6075         }
6076
6077         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
6078                 return;
6079
6080         /*
6081          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6082          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6083          */
6084         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
6085                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
6086 }
6087
6088 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6089 {
6090         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6091                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6092                         wq_worker_running(tsk);
6093                 else
6094                         io_wq_worker_running(tsk);
6095         }
6096 }
6097
6098 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6099 {
6100         struct task_struct *tsk = current;
6101
6102         sched_submit_work(tsk);
6103         do {
6104                 preempt_disable();
6105                 __schedule(false);
6106                 sched_preempt_enable_no_resched();
6107         } while (need_resched());
6108         sched_update_worker(tsk);
6109 }
6110 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6111
6112 /*
6113  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6114  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6115  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6116  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6117  * (schedule out non-voluntarily).
6118  *
6119  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6120  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6121  */
6122 void __sched schedule_idle(void)
6123 {
6124         /*
6125          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6126          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6127          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6128          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6129          * TASK_RUNNING state.
6130          */
6131         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6132         do {
6133                 __schedule(false);
6134         } while (need_resched());
6135 }
6136
6137 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_OFFSTACK)
6138 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6139 {
6140         /*
6141          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6142          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6143          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6144          * we find a better solution.
6145          *
6146          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6147          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6148          * too frequently to make sense yet.
6149          */
6150         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6151         schedule();
6152         exception_exit(prev_state);
6153 }
6154 #endif
6155
6156 /**
6157  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6158  *
6159  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6160  */
6161 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6162 {
6163         sched_preempt_enable_no_resched();
6164         schedule();
6165         preempt_disable();
6166 }
6167
6168 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6169 {
6170         do {
6171                 /*
6172                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6173                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6174                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6175                  * by the function tracer will call this function again and
6176                  * cause infinite recursion.
6177                  *
6178                  * Preemption must be disabled here before the function
6179                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6180                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6181                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6182                  * which can also be traced by the function tracer.
6183                  */
6184                 preempt_disable_notrace();
6185                 preempt_latency_start(1);
6186                 __schedule(true);
6187                 preempt_latency_stop(1);
6188                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6189
6190                 /*
6191                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6192                  * between schedule and now.
6193                  */
6194         } while (need_resched());
6195 }
6196
6197 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6198 /*
6199  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6200  * off of preempt_enable.
6201  */
6202 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6203 {
6204         /*
6205          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6206          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6207          */
6208         if (likely(!preemptible()))
6209                 return;
6210
6211         preempt_schedule_common();
6212 }
6213 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6214 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6215
6216 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6217 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6218 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6219 #endif
6220
6221
6222 /**
6223  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6224  *
6225  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6226  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6227  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6228  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6229  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6230  * to be called when the system is still in usermode.
6231  *
6232  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6233  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6234  * calling the scheduler.
6235  */
6236 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6237 {
6238         enum ctx_state prev_ctx;
6239
6240         if (likely(!preemptible()))
6241                 return;
6242
6243         do {
6244                 /*
6245                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6246                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6247                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6248                  * by the function tracer will call this function again and
6249                  * cause infinite recursion.
6250                  *
6251                  * Preemption must be disabled here before the function
6252                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6253                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6254                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6255                  * which can also be traced by the function tracer.
6256                  */
6257                 preempt_disable_notrace();
6258                 preempt_latency_start(1);
6259                 /*
6260                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6261                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6262                  * an infinite recursion.
6263                  */
6264                 prev_ctx = exception_enter();
6265                 __schedule(true);
6266                 exception_exit(prev_ctx);
6267
6268                 preempt_latency_stop(1);
6269                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6270         } while (need_resched());
6271 }
6272 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6273
6274 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6275 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6276 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6277 #endif
6278
6279 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6280
6281 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6282
6283 #include <linux/entry-common.h>
6284
6285 /*
6286  * SC:cond_resched
6287  * SC:might_resched
6288  * SC:preempt_schedule
6289  * SC:preempt_schedule_notrace
6290  * SC:irqentry_exit_cond_resched
6291  *
6292  *
6293  * NONE:
6294  *   cond_resched               <- __cond_resched
6295  *   might_resched              <- RET0
6296  *   preempt_schedule           <- NOP
6297  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6298  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6299  *
6300  * VOLUNTARY:
6301  *   cond_resched               <- __cond_resched
6302  *   might_resched              <- __cond_resched
6303  *   preempt_schedule           <- NOP
6304  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6305  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6306  *
6307  * FULL:
6308  *   cond_resched               <- RET0
6309  *   might_resched              <- RET0
6310  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
6311  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
6312  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
6313  */
6314
6315 enum {
6316         preempt_dynamic_none = 0,
6317         preempt_dynamic_voluntary,
6318         preempt_dynamic_full,
6319 };
6320
6321 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
6322
6323 int sched_dynamic_mode(const char *str)
6324 {
6325         if (!strcmp(str, "none"))
6326                 return preempt_dynamic_none;
6327
6328         if (!strcmp(str, "voluntary"))
6329                 return preempt_dynamic_voluntary;
6330
6331         if (!strcmp(str, "full"))
6332                 return preempt_dynamic_full;
6333
6334         return -EINVAL;
6335 }
6336
6337 void sched_dynamic_update(int mode)
6338 {
6339         /*
6340          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
6341          * the ZERO state, which is invalid.
6342          */
6343         static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6344         static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6345         static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6346         static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6347         static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6348
6349         switch (mode) {
6350         case preempt_dynamic_none:
6351                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6352                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6353                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6354                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6355                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6356                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
6357                 break;
6358
6359         case preempt_dynamic_voluntary:
6360                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6361                 static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6362                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6363                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6364                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6365                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
6366                 break;
6367
6368         case preempt_dynamic_full:
6369                 static_call_update(cond_resched, (void *)&__static_call_return0);
6370                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6371                 static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6372                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6373                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6374                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
6375                 break;
6376         }
6377
6378         preempt_dynamic_mode = mode;
6379 }
6380
6381 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
6382 {
6383         int mode = sched_dynamic_mode(str);
6384         if (mode < 0) {
6385                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
6386                 return 1;
6387         }
6388
6389         sched_dynamic_update(mode);
6390         return 0;
6391 }
6392 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
6393
6394 #endif /* CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
6395
6396 /*
6397  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6398  * off of irq context.
6399  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6400  * protect us against recursive calling from irq.
6401  */
6402 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6403 {
6404         enum ctx_state prev_state;
6405
6406         /* Catch callers which need to be fixed */
6407         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6408
6409         prev_state = exception_enter();
6410
6411         do {
6412                 preempt_disable();
6413                 local_irq_enable();
6414                 __schedule(true);
6415                 local_irq_disable();
6416                 sched_preempt_enable_no_resched();
6417         } while (need_resched());
6418
6419         exception_exit(prev_state);
6420 }
6421
6422 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6423                           void *key)
6424 {
6425         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6426         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6427 }
6428 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6429
6430 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
6431 {
6432         if (dl_prio(prio))
6433                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6434         else if (rt_prio(prio))
6435                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6436         else
6437                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6438
6439         p->prio = prio;
6440 }
6441
6442 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6443
6444 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6445 {
6446         if (pi_task)
6447                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6448
6449         return prio;
6450 }
6451
6452 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6453 {
6454         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6455
6456         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6457 }
6458
6459 /*
6460  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6461  * @p: task to boost
6462  * @pi_task: donor task
6463  *
6464  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6465  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6466  *
6467  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6468  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6469  */
6470 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6471 {
6472         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6473                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6474         const struct sched_class *prev_class;
6475         struct rq_flags rf;
6476         struct rq *rq;
6477
6478         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6479         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6480
6481         /*
6482          * If nothing changed; bail early.
6483          */
6484         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6485                 return;
6486
6487         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6488         update_rq_clock(rq);
6489         /*
6490          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6491          * either lock.
6492          *
6493          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6494          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6495          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6496          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6497          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6498          */
6499         p->pi_top_task = pi_task;
6500
6501         /*
6502          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6503          */
6504         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6505                 goto out_unlock;
6506
6507         /*
6508          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6509          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6510          *
6511          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6512          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6513          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6514          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6515          * with interrupts disabled and will complete the lock
6516          * protected section without being interrupted. So there is no
6517          * real need to boost.
6518          */
6519         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6520                 WARN_ON(p != rq->curr);
6521                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6522                 goto out_unlock;
6523         }
6524
6525         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6526         oldprio = p->prio;
6527
6528         if (oldprio == prio)
6529                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6530
6531         prev_class = p->sched_class;
6532         queued = task_on_rq_queued(p);
6533         running = task_current(rq, p);
6534         if (queued)
6535                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6536         if (running)
6537                 put_prev_task(rq, p);
6538
6539         /*
6540          * Boosting condition are:
6541          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6542          *      --> -dl task blocks on mutex A
6543          *
6544          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6545          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6546          *          running task
6547          */
6548         if (dl_prio(prio)) {
6549                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
6550                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
6551                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
6552                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
6553                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
6554                 } else {
6555                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6556                 }
6557         } else if (rt_prio(prio)) {
6558                 if (dl_prio(oldprio))
6559                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6560                 if (oldprio < prio)
6561                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
6562         } else {
6563                 if (dl_prio(oldprio))
6564                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6565                 if (rt_prio(oldprio))
6566                         p->rt.timeout = 0;
6567         }
6568
6569         __setscheduler_prio(p, prio);
6570
6571         if (queued)
6572                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
6573         if (running)
6574                 set_next_task(rq, p);
6575
6576         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6577 out_unlock:
6578         /* Avoid rq from going away on us: */
6579         preempt_disable();
6580
6581         rq_unpin_lock(rq, &rf);
6582         __balance_callbacks(rq);
6583         raw_spin_rq_unlock(rq);
6584
6585         preempt_enable();
6586 }
6587 #else
6588 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6589 {
6590         return prio;
6591 }
6592 #endif
6593
6594 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6595 {
6596         bool queued, running;
6597         int old_prio;
6598         struct rq_flags rf;
6599         struct rq *rq;
6600
6601         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6602                 return;
6603         /*
6604          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6605          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6606          */
6607         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6608         update_rq_clock(rq);
6609
6610         /*
6611          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6612          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6613          * it won't have any effect on scheduling until the task is
6614          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
6615          */
6616         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
6617                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6618                 goto out_unlock;
6619         }
6620         queued = task_on_rq_queued(p);
6621         running = task_current(rq, p);
6622         if (queued)
6623                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
6624         if (running)
6625                 put_prev_task(rq, p);
6626
6627         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6628         set_load_weight(p, true);
6629         old_prio = p->prio;
6630         p->prio = effective_prio(p);
6631
6632         if (queued)
6633                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6634         if (running)
6635                 set_next_task(rq, p);
6636
6637         /*
6638          * If the task increased its priority or is running and
6639          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6640          */
6641         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
6642
6643 out_unlock:
6644         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6645 }
6646 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6647
6648 /*
6649  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6650  * @p: task
6651  * @nice: nice value
6652  */
6653 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6654 {
6655         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
6656         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
6657
6658         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
6659                 capable(CAP_SYS_NICE));
6660 }
6661
6662 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6663
6664 /*
6665  * sys_nice - change the priority of the current process.
6666  * @increment: priority increment
6667  *
6668  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6669  * does similar things.
6670  */
6671 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6672 {
6673         long nice, retval;
6674
6675         /*
6676          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6677          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6678          * and we have a single winner.
6679          */
6680         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
6681         nice = task_nice(current) + increment;
6682
6683         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
6684         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6685                 return -EPERM;
6686
6687         retval = security_task_setnice(current, nice);
6688         if (retval)
6689                 return retval;
6690
6691         set_user_nice(current, nice);
6692         return 0;
6693 }
6694
6695 #endif
6696
6697 /**
6698  * task_prio - return the priority value of a given task.
6699  * @p: the task in question.
6700  *
6701  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
6702  *
6703  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
6704  *
6705  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
6706  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
6707  * deadline                     -101             -1           0
6708  */
6709 int task_prio(const struct task_struct *p)
6710 {
6711         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6712 }
6713
6714 /**
6715  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
6716  * @cpu: the processor in question.
6717  *
6718  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6719  */
6720 int idle_cpu(int cpu)
6721 {
6722         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6723
6724         if (rq->curr != rq->idle)
6725                 return 0;
6726
6727         if (rq->nr_running)
6728                 return 0;
6729
6730 #ifdef CONFIG_SMP
6731         if (rq->ttwu_pending)
6732                 return 0;
6733 #endif
6734
6735         return 1;
6736 }
6737
6738 /**
6739  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
6740  * @cpu: the CPU in question.
6741  *
6742  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6743  */
6744 int available_idle_cpu(int cpu)
6745 {
6746         if (!idle_cpu(cpu))
6747                 return 0;
6748
6749         if (vcpu_is_preempted(cpu))
6750                 return 0;
6751
6752         return 1;
6753 }
6754
6755 /**
6756  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
6757  * @cpu: the processor in question.
6758  *
6759  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
6760  */
6761 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6762 {
6763         return cpu_rq(cpu)->idle;
6764 }
6765
6766 #ifdef CONFIG_SMP
6767 /*
6768  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
6769  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
6770  *
6771  * The scheduler tracks the following metrics:
6772  *
6773  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
6774  *   cpu_bw_dl()
6775  *
6776  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
6777  * synchronized windows and are thus directly comparable.
6778  *
6779  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
6780  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
6781  * in the irq utilization.
6782  *
6783  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
6784  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
6785  * required to meet deadlines.
6786  */
6787 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
6788                                  unsigned long max, enum cpu_util_type type,
6789                                  struct task_struct *p)
6790 {
6791         unsigned long dl_util, util, irq;
6792         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6793
6794         if (!uclamp_is_used() &&
6795             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
6796                 return max;
6797         }
6798
6799         /*
6800          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
6801          * because of inaccuracies in how we track these -- see
6802          * update_irq_load_avg().
6803          */
6804         irq = cpu_util_irq(rq);
6805         if (unlikely(irq >= max))
6806                 return max;
6807
6808         /*
6809          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
6810          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
6811          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
6812          * to obtain the CPU's actual utilization.
6813          *
6814          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
6815          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
6816          * tasks.
6817          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
6818          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
6819          */
6820         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
6821         if (type == FREQUENCY_UTIL)
6822                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
6823
6824         dl_util = cpu_util_dl(rq);
6825
6826         /*
6827          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
6828          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
6829          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
6830          * that we select f_max when there is no idle time.
6831          *
6832          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
6833          * saturation when we should -- something for later.
6834          */
6835         if (util + dl_util >= max)
6836                 return max;
6837
6838         /*
6839          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
6840          * include util_dl and ignore dl_bw.
6841          */
6842         if (type == ENERGY_UTIL)
6843                 util += dl_util;
6844
6845         /*
6846          * There is still idle time; further improve the number by using the
6847          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
6848          * need to scale the task numbers:
6849          *
6850          *              max - irq
6851          *   U' = irq + --------- * U
6852          *                 max
6853          */
6854         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
6855         util += irq;
6856
6857         /*
6858          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
6859          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
6860          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
6861          * periods of time.
6862          *
6863          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
6864          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
6865          * an interface. So, we only do the latter for now.
6866          */
6867         if (type == FREQUENCY_UTIL)
6868                 util += cpu_bw_dl(rq);
6869
6870         return min(max, util);
6871 }
6872
6873 unsigned long sched_cpu_util(int cpu, unsigned long max)
6874 {
6875         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu_rq(cpu)), max,
6876                                   ENERGY_UTIL, NULL);
6877 }
6878 #endif /* CONFIG_SMP */
6879
6880 /**
6881  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6882  * @pid: the pid in question.
6883  *
6884  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
6885  */
6886 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6887 {
6888         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6889 }
6890
6891 /*
6892  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
6893  * it calls know not to change it.
6894  */
6895 #define SETPARAM_POLICY -1
6896
6897 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
6898                 const struct sched_attr *attr)
6899 {
6900         int policy = attr->sched_policy;
6901
6902         if (policy == SETPARAM_POLICY)
6903                 policy = p->policy;
6904
6905         p->policy = policy;
6906
6907         if (dl_policy(policy))
6908                 __setparam_dl(p, attr);
6909         else if (fair_policy(policy))
6910                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
6911
6912         /*
6913          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
6914          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
6915          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
6916          */
6917         p->rt_priority = attr->sched_priority;
6918         p->normal_prio = normal_prio(p);
6919         set_load_weight(p, true);
6920 }
6921
6922 /*
6923  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
6924  */
6925 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6926 {
6927         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6928         bool match;
6929
6930         rcu_read_lock();
6931         pcred = __task_cred(p);
6932         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
6933                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
6934         rcu_read_unlock();
6935         return match;
6936 }
6937
6938 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
6939                                 const struct sched_attr *attr,
6940                                 bool user, bool pi)
6941 {
6942         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
6943         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
6944         const struct sched_class *prev_class;
6945         struct callback_head *head;
6946         struct rq_flags rf;
6947         int reset_on_fork;
6948         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6949         struct rq *rq;
6950
6951         /* The pi code expects interrupts enabled */
6952         BUG_ON(pi && in_interrupt());
6953 recheck:
6954         /* Double check policy once rq lock held: */
6955         if (policy < 0) {
6956                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6957                 policy = oldpolicy = p->policy;
6958         } else {
6959                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
6960
6961                 if (!valid_policy(policy))
6962                         return -EINVAL;
6963         }
6964
6965         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
6966                 return -EINVAL;
6967
6968         /*
6969          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6970          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6971          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6972          */
6973         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
6974                 return -EINVAL;
6975         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
6976             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
6977                 return -EINVAL;
6978
6979         /*
6980          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6981          */
6982         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6983                 if (fair_policy(policy)) {
6984                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
6985                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
6986                                 return -EPERM;
6987                 }
6988
6989                 if (rt_policy(policy)) {
6990                         unsigned long rlim_rtprio =
6991                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
6992
6993                         /* Can't set/change the rt policy: */
6994                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6995                                 return -EPERM;
6996
6997                         /* Can't increase priority: */
6998                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
6999                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7000                                 return -EPERM;
7001                 }
7002
7003                  /*
7004                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7005                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
7006                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7007                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7008                   */
7009                 if (dl_policy(policy))
7010                         return -EPERM;
7011
7012                 /*
7013                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7014                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7015                  */
7016                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7017                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
7018                                 return -EPERM;
7019                 }
7020
7021                 /* Can't change other user's priorities: */
7022                 if (!check_same_owner(p))
7023                         return -EPERM;
7024
7025                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7026                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7027                         return -EPERM;
7028         }
7029
7030         if (user) {
7031                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7032                         return -EINVAL;
7033
7034                 retval = security_task_setscheduler(p);
7035                 if (retval)
7036                         return retval;
7037         }
7038
7039         /* Update task specific "requested" clamps */
7040         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7041                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7042                 if (retval)
7043                         return retval;
7044         }
7045
7046         if (pi)
7047                 cpuset_read_lock();
7048
7049         /*
7050          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7051          * changing the priority of the task:
7052          *
7053          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7054          * runqueue lock must be held.
7055          */
7056         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7057         update_rq_clock(rq);
7058
7059         /*
7060          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7061          */
7062         if (p == rq->stop) {
7063                 retval = -EINVAL;
7064                 goto unlock;
7065         }
7066
7067         /*
7068          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7069          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7070          */
7071         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7072                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7073                         goto change;
7074                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7075                         goto change;
7076                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7077                         goto change;
7078                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7079                         goto change;
7080
7081                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7082                 retval = 0;
7083                 goto unlock;
7084         }
7085 change:
7086
7087         if (user) {
7088 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7089                 /*
7090                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7091                  * assigned.
7092                  */
7093                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7094                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7095                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7096                         retval = -EPERM;
7097                         goto unlock;
7098                 }
7099 #endif
7100 #ifdef CONFIG_SMP
7101                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7102                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7103                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7104
7105                         /*
7106                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7107                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7108                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7109                          */
7110                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7111                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7112                                 retval = -EPERM;
7113                                 goto unlock;
7114                         }
7115                 }
7116 #endif
7117         }
7118
7119         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7120         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7121                 policy = oldpolicy = -1;
7122                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7123                 if (pi)
7124                         cpuset_read_unlock();
7125                 goto recheck;
7126         }
7127
7128         /*
7129          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7130          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7131          * is available.
7132          */
7133         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7134                 retval = -EBUSY;
7135                 goto unlock;
7136         }
7137
7138         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7139         oldprio = p->prio;
7140
7141         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7142         if (pi) {
7143                 /*
7144                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7145                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7146                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7147                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7148                  * itself.
7149                  */
7150                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7151                 if (newprio == oldprio)
7152                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7153         }
7154
7155         queued = task_on_rq_queued(p);
7156         running = task_current(rq, p);
7157         if (queued)
7158                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7159         if (running)
7160                 put_prev_task(rq, p);
7161
7162         prev_class = p->sched_class;
7163
7164         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7165                 __setscheduler_params(p, attr);
7166                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7167         }
7168         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7169
7170         if (queued) {
7171                 /*
7172                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7173                  * increased (user space view).
7174                  */
7175                 if (oldprio < p->prio)
7176                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7177
7178                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7179         }
7180         if (running)
7181                 set_next_task(rq, p);
7182
7183         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7184
7185         /* Avoid rq from going away on us: */
7186         preempt_disable();
7187         head = splice_balance_callbacks(rq);
7188         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7189
7190         if (pi) {
7191                 cpuset_read_unlock();
7192                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7193         }
7194
7195         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7196         balance_callbacks(rq, head);
7197         preempt_enable();
7198
7199         return 0;
7200
7201 unlock:
7202         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7203         if (pi)
7204                 cpuset_read_unlock();
7205         return retval;
7206 }
7207
7208 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7209                                const struct sched_param *param, bool check)
7210 {
7211         struct sched_attr attr = {
7212                 .sched_policy   = policy,
7213                 .sched_priority = param->sched_priority,
7214                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7215         };
7216
7217         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7218         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7219                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7220                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7221                 attr.sched_policy = policy;
7222         }
7223
7224         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7225 }
7226 /**
7227  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7228  * @p: the task in question.
7229  * @policy: new policy.
7230  * @param: structure containing the new RT priority.
7231  *
7232  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7233  *
7234  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7235  *
7236  * NOTE that the task may be already dead.
7237  */
7238 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7239                        const struct sched_param *param)
7240 {
7241         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7242 }
7243
7244 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7245 {
7246         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7247 }
7248
7249 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7250 {
7251         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7252 }
7253 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7254
7255 /**
7256  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7257  * @p: the task in question.
7258  * @policy: new policy.
7259  * @param: structure containing the new RT priority.
7260  *
7261  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7262  * current context has permission.  For example, this is needed in
7263  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7264  * but our caller might not have that capability.
7265  *
7266  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7267  */
7268 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7269                                const struct sched_param *param)
7270 {
7271         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7272 }
7273
7274 /*
7275  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7276  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7277  * be doing.
7278  *
7279  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7280  *
7281  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7282  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7283  * and smash them together and still expect them to work.
7284  *
7285  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7286  *
7287  *   MAX_RT_PRIO / 2
7288  *
7289  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7290  * know enough information to make a sensible choice.
7291  */
7292 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7293 {
7294         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7295         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7296 }
7297 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7298
7299 /*
7300  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7301  */
7302 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7303 {
7304         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7305         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7306 }
7307 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7308
7309 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7310 {
7311         struct sched_attr attr = {
7312                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7313                 .sched_nice = nice,
7314         };
7315         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7316 }
7317 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7318
7319 static int
7320 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7321 {
7322         struct sched_param lparam;
7323         struct task_struct *p;
7324         int retval;
7325
7326         if (!param || pid < 0)
7327                 return -EINVAL;
7328         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7329                 return -EFAULT;
7330
7331         rcu_read_lock();
7332         retval = -ESRCH;
7333         p = find_process_by_pid(pid);
7334         if (likely(p))
7335                 get_task_struct(p);
7336         rcu_read_unlock();
7337
7338         if (likely(p)) {
7339                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7340                 put_task_struct(p);
7341         }
7342
7343         return retval;
7344 }
7345
7346 /*
7347  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7348  */
7349 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7350 {
7351         u32 size;
7352         int ret;
7353
7354         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7355         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7356
7357         ret = get_user(size, &uattr->size);
7358         if (ret)
7359                 return ret;
7360
7361         /* ABI compatibility quirk: */
7362         if (!size)
7363                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7364         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7365                 goto err_size;
7366
7367         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7368         if (ret) {
7369                 if (ret == -E2BIG)
7370                         goto err_size;
7371                 return ret;
7372         }
7373
7374         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7375             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7376                 return -EINVAL;
7377
7378         /*
7379          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7380          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7381          */
7382         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7383
7384         return 0;
7385
7386 err_size:
7387         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7388         return -E2BIG;
7389 }
7390
7391 /**
7392  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7393  * @pid: the pid in question.
7394  * @policy: new policy.
7395  * @param: structure containing the new RT priority.
7396  *
7397  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7398  */
7399 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7400 {
7401         if (policy < 0)
7402                 return -EINVAL;
7403
7404         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7405 }
7406
7407 /**
7408  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7409  * @pid: the pid in question.
7410  * @param: structure containing the new RT priority.
7411  *
7412  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7413  */
7414 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7415 {
7416         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7417 }
7418
7419 /**
7420  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7421  * @pid: the pid in question.
7422  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7423  * @flags: for future extension.
7424  */
7425 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7426                                unsigned int, flags)
7427 {
7428         struct sched_attr attr;
7429         struct task_struct *p;
7430         int retval;
7431
7432         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7433                 return -EINVAL;
7434
7435         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7436         if (retval)
7437                 return retval;
7438
7439         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7440                 return -EINVAL;
7441         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7442                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7443
7444         rcu_read_lock();
7445         retval = -ESRCH;
7446         p = find_process_by_pid(pid);
7447         if (likely(p))
7448                 get_task_struct(p);
7449         rcu_read_unlock();
7450
7451         if (likely(p)) {
7452                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7453                 put_task_struct(p);
7454         }
7455
7456         return retval;
7457 }
7458
7459 /**
7460  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7461  * @pid: the pid in question.
7462  *
7463  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7464  * code.
7465  */
7466 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7467 {
7468         struct task_struct *p;
7469         int retval;
7470
7471         if (pid < 0)
7472                 return -EINVAL;
7473
7474         retval = -ESRCH;
7475         rcu_read_lock();
7476         p = find_process_by_pid(pid);
7477         if (p) {
7478                 retval = security_task_getscheduler(p);
7479                 if (!retval)
7480                         retval = p->policy
7481                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7482         }
7483         rcu_read_unlock();
7484         return retval;
7485 }
7486
7487 /**
7488  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7489  * @pid: the pid in question.
7490  * @param: structure containing the RT priority.
7491  *
7492  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7493  * code.
7494  */
7495 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7496 {
7497         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7498         struct task_struct *p;
7499         int retval;
7500
7501         if (!param || pid < 0)
7502                 return -EINVAL;
7503
7504         rcu_read_lock();
7505         p = find_process_by_pid(pid);
7506         retval = -ESRCH;
7507         if (!p)
7508                 goto out_unlock;
7509
7510         retval = security_task_getscheduler(p);
7511         if (retval)
7512                 goto out_unlock;
7513
7514         if (task_has_rt_policy(p))
7515                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
7516         rcu_read_unlock();
7517
7518         /*
7519          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
7520          */
7521         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
7522
7523         return retval;
7524
7525 out_unlock:
7526         rcu_read_unlock();
7527         return retval;
7528 }
7529
7530 /*
7531  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
7532  * than what user-space knows about) to user-space.
7533  *
7534  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
7535  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
7536  * have the same size.
7537  */
7538 static int
7539 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
7540                         struct sched_attr *kattr,
7541                         unsigned int usize)
7542 {
7543         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
7544
7545         if (!access_ok(uattr, usize))
7546                 return -EFAULT;
7547
7548         /*
7549          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
7550          *
7551          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
7552          *
7553          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
7554          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
7555          *
7556          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
7557          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
7558          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
7559          * which is set to ksize in this case.
7560          */
7561         kattr->size = min(usize, ksize);
7562
7563         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
7564                 return -EFAULT;
7565
7566         return 0;
7567 }
7568
7569 /**
7570  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
7571  * @pid: the pid in question.
7572  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7573  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
7574  * @flags: for future extension.
7575  */
7576 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7577                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
7578 {
7579         struct sched_attr kattr = { };
7580         struct task_struct *p;
7581         int retval;
7582
7583         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
7584             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
7585                 return -EINVAL;
7586
7587         rcu_read_lock();
7588         p = find_process_by_pid(pid);
7589         retval = -ESRCH;
7590         if (!p)
7591                 goto out_unlock;
7592
7593         retval = security_task_getscheduler(p);
7594         if (retval)
7595                 goto out_unlock;
7596
7597         kattr.sched_policy = p->policy;
7598         if (p->sched_reset_on_fork)
7599                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7600         if (task_has_dl_policy(p))
7601                 __getparam_dl(p, &kattr);
7602         else if (task_has_rt_policy(p))
7603                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
7604         else
7605                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
7606
7607 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
7608         /*
7609          * This could race with another potential updater, but this is fine
7610          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
7611          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
7612          */
7613         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
7614         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
7615 #endif
7616
7617         rcu_read_unlock();
7618
7619         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
7620
7621 out_unlock:
7622         rcu_read_unlock();
7623         return retval;
7624 }
7625
7626 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
7627 {
7628         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
7629         struct task_struct *p;
7630         int retval;
7631
7632         rcu_read_lock();
7633
7634         p = find_process_by_pid(pid);
7635         if (!p) {
7636                 rcu_read_unlock();
7637                 return -ESRCH;
7638         }
7639
7640         /* Prevent p going away */
7641         get_task_struct(p);
7642         rcu_read_unlock();
7643
7644         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
7645                 retval = -EINVAL;
7646                 goto out_put_task;
7647         }
7648         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
7649                 retval = -ENOMEM;
7650                 goto out_put_task;
7651         }
7652         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
7653                 retval = -ENOMEM;
7654                 goto out_free_cpus_allowed;
7655         }
7656         retval = -EPERM;
7657         if (!check_same_owner(p)) {
7658                 rcu_read_lock();
7659                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
7660                         rcu_read_unlock();
7661                         goto out_free_new_mask;
7662                 }
7663                 rcu_read_unlock();
7664         }
7665
7666         retval = security_task_setscheduler(p);
7667         if (retval)
7668                 goto out_free_new_mask;
7669
7670
7671         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7672         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
7673
7674         /*
7675          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
7676          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
7677          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
7678          * root_domain.
7679          */
7680 #ifdef CONFIG_SMP
7681         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
7682                 rcu_read_lock();
7683                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
7684                         retval = -EBUSY;
7685                         rcu_read_unlock();
7686                         goto out_free_new_mask;
7687                 }
7688                 rcu_read_unlock();
7689         }
7690 #endif
7691 again:
7692         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK);
7693
7694         if (!retval) {
7695                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7696                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
7697                         /*
7698                          * We must have raced with a concurrent cpuset
7699                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
7700                          * cpuset's cpus_allowed
7701                          */
7702                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
7703                         goto again;
7704                 }
7705         }
7706 out_free_new_mask:
7707         free_cpumask_var(new_mask);
7708 out_free_cpus_allowed:
7709         free_cpumask_var(cpus_allowed);
7710 out_put_task:
7711         put_task_struct(p);
7712         return retval;
7713 }
7714
7715 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
7716                              struct cpumask *new_mask)
7717 {
7718         if (len < cpumask_size())
7719                 cpumask_clear(new_mask);
7720         else if (len > cpumask_size())
7721                 len = cpumask_size();
7722
7723         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
7724 }
7725
7726 /**
7727  * sys_sched_setaffinity - set 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 the new CPU mask
7731  *
7732  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7733  */
7734 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
7735                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
7736 {
7737         cpumask_var_t new_mask;
7738         int retval;
7739
7740         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
7741                 return -ENOMEM;
7742
7743         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
7744         if (retval == 0)
7745                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
7746         free_cpumask_var(new_mask);
7747         return retval;
7748 }
7749
7750 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
7751 {
7752         struct task_struct *p;
7753         unsigned long flags;
7754         int retval;
7755
7756         rcu_read_lock();
7757
7758         retval = -ESRCH;
7759         p = find_process_by_pid(pid);
7760         if (!p)
7761                 goto out_unlock;
7762
7763         retval = security_task_getscheduler(p);
7764         if (retval)
7765                 goto out_unlock;
7766
7767         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
7768         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
7769         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
7770
7771 out_unlock:
7772         rcu_read_unlock();
7773
7774         return retval;
7775 }
7776
7777 /**
7778  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
7779  * @pid: pid of the process
7780  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
7781  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
7782  *
7783  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
7784  * error code otherwise.
7785  */
7786 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
7787                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
7788 {
7789         int ret;
7790         cpumask_var_t mask;
7791
7792         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
7793                 return -EINVAL;
7794         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
7795                 return -EINVAL;
7796
7797         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
7798                 return -ENOMEM;
7799
7800         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
7801         if (ret == 0) {
7802                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
7803
7804                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
7805                         ret = -EFAULT;
7806                 else
7807                         ret = retlen;
7808         }
7809         free_cpumask_var(mask);
7810
7811         return ret;
7812 }
7813
7814 static void do_sched_yield(void)
7815 {
7816         struct rq_flags rf;
7817         struct rq *rq;
7818
7819         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
7820
7821         schedstat_inc(rq->yld_count);
7822         current->sched_class->yield_task(rq);
7823
7824         preempt_disable();
7825         rq_unlock_irq(rq, &rf);
7826         sched_preempt_enable_no_resched();
7827
7828         schedule();
7829 }
7830
7831 /**
7832  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
7833  *
7834  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
7835  * other threads running on this CPU then this function will return.
7836  *
7837  * Return: 0.
7838  */
7839 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
7840 {
7841         do_sched_yield();
7842         return 0;
7843 }
7844
7845 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
7846 int __sched __cond_resched(void)
7847 {
7848         if (should_resched(0)) {
7849                 preempt_schedule_common();
7850                 return 1;
7851         }
7852 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
7853         rcu_all_qs();
7854 #endif
7855         return 0;
7856 }
7857 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
7858 #endif
7859
7860 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
7861 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
7862 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
7863
7864 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
7865 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
7866 #endif
7867
7868 /*
7869  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
7870  * call schedule, and on return reacquire the lock.
7871  *
7872  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
7873  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
7874  * spin_unlock(), once by hand).
7875  */
7876 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
7877 {
7878         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7879         int ret = 0;
7880
7881         lockdep_assert_held(lock);
7882
7883         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
7884                 spin_unlock(lock);
7885                 if (resched)
7886                         preempt_schedule_common();
7887                 else
7888                         cpu_relax();
7889                 ret = 1;
7890                 spin_lock(lock);
7891         }
7892         return ret;
7893 }
7894 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
7895
7896 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
7897 {
7898         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7899         int ret = 0;
7900
7901         lockdep_assert_held_read(lock);
7902
7903         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
7904                 read_unlock(lock);
7905                 if (resched)
7906                         preempt_schedule_common();
7907                 else
7908                         cpu_relax();
7909                 ret = 1;
7910                 read_lock(lock);
7911         }
7912         return ret;
7913 }
7914 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
7915
7916 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
7917 {
7918         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7919         int ret = 0;
7920
7921         lockdep_assert_held_write(lock);
7922
7923         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
7924                 write_unlock(lock);
7925                 if (resched)
7926                         preempt_schedule_common();
7927                 else
7928                         cpu_relax();
7929                 ret = 1;
7930                 write_lock(lock);
7931         }
7932         return ret;
7933 }
7934 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
7935
7936 /**
7937  * yield - yield the current processor to other threads.
7938  *
7939  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
7940  *
7941  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
7942  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
7943  * it, it's already broken.
7944  *
7945  * Typical broken usage is:
7946  *
7947  * while (!event)
7948  *      yield();
7949  *
7950  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
7951  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
7952  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
7953  *
7954  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
7955  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
7956  * If you still want to use yield(), do not!
7957  */
7958 void __sched yield(void)
7959 {
7960         set_current_state(TASK_RUNNING);
7961         do_sched_yield();
7962 }
7963 EXPORT_SYMBOL(yield);
7964
7965 /**
7966  * yield_to - yield the current processor to another thread in
7967  * your thread group, or accelerate that thread toward the
7968  * processor it's on.
7969  * @p: target task
7970  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
7971  *
7972  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
7973  * can't go away on us before we can do any checks.
7974  *
7975  * Return:
7976  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
7977  *      false (0) if we failed to boost the target.
7978  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
7979  */
7980 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
7981 {
7982         struct task_struct *curr = current;
7983         struct rq *rq, *p_rq;
7984         unsigned long flags;
7985         int yielded = 0;
7986
7987         local_irq_save(flags);
7988         rq = this_rq();
7989
7990 again:
7991         p_rq = task_rq(p);
7992         /*
7993          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
7994          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
7995          */
7996         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
7997                 yielded = -ESRCH;
7998                 goto out_irq;
7999         }
8000
8001         double_rq_lock(rq, p_rq);
8002         if (task_rq(p) != p_rq) {
8003                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8004                 goto again;
8005         }
8006
8007         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8008                 goto out_unlock;
8009
8010         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8011                 goto out_unlock;
8012
8013         if (task_running(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8014                 goto out_unlock;
8015
8016         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8017         if (yielded) {
8018                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8019                 /*
8020                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8021                  * fairness.
8022                  */
8023                 if (preempt && rq != p_rq)
8024                         resched_curr(p_rq);
8025         }
8026
8027 out_unlock:
8028         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8029 out_irq:
8030         local_irq_restore(flags);
8031
8032         if (yielded > 0)
8033                 schedule();
8034
8035         return yielded;
8036 }
8037 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8038
8039 int io_schedule_prepare(void)
8040 {
8041         int old_iowait = current->in_iowait;
8042
8043         current->in_iowait = 1;
8044         blk_schedule_flush_plug(current);
8045
8046         return old_iowait;
8047 }
8048
8049 void io_schedule_finish(int token)
8050 {
8051         current->in_iowait = token;
8052 }
8053
8054 /*
8055  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8056  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8057  */
8058 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8059 {
8060         int token;
8061         long ret;
8062
8063         token = io_schedule_prepare();
8064         ret = schedule_timeout(timeout);
8065         io_schedule_finish(token);
8066
8067         return ret;
8068 }
8069 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8070
8071 void __sched io_schedule(void)
8072 {
8073         int token;
8074
8075         token = io_schedule_prepare();
8076         schedule();
8077         io_schedule_finish(token);
8078 }
8079 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8080
8081 /**
8082  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8083  * @policy: scheduling class.
8084  *
8085  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8086  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8087  * On failure, a negative error code is returned.
8088  */
8089 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8090 {
8091         int ret = -EINVAL;
8092
8093         switch (policy) {
8094         case SCHED_FIFO:
8095         case SCHED_RR:
8096                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8097                 break;
8098         case SCHED_DEADLINE:
8099         case SCHED_NORMAL:
8100         case SCHED_BATCH:
8101         case SCHED_IDLE:
8102                 ret = 0;
8103                 break;
8104         }
8105         return ret;
8106 }
8107
8108 /**
8109  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8110  * @policy: scheduling class.
8111  *
8112  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8113  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8114  * On failure, a negative error code is returned.
8115  */
8116 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8117 {
8118         int ret = -EINVAL;
8119
8120         switch (policy) {
8121         case SCHED_FIFO:
8122         case SCHED_RR:
8123                 ret = 1;
8124                 break;
8125         case SCHED_DEADLINE:
8126         case SCHED_NORMAL:
8127         case SCHED_BATCH:
8128         case SCHED_IDLE:
8129                 ret = 0;
8130         }
8131         return ret;
8132 }
8133
8134 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8135 {
8136         struct task_struct *p;
8137         unsigned int time_slice;
8138         struct rq_flags rf;
8139         struct rq *rq;
8140         int retval;
8141
8142         if (pid < 0)
8143                 return -EINVAL;
8144
8145         retval = -ESRCH;
8146         rcu_read_lock();
8147         p = find_process_by_pid(pid);
8148         if (!p)
8149                 goto out_unlock;
8150
8151         retval = security_task_getscheduler(p);
8152         if (retval)
8153                 goto out_unlock;
8154
8155         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8156         time_slice = 0;
8157         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8158                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8159         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8160
8161         rcu_read_unlock();
8162         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8163         return 0;
8164
8165 out_unlock:
8166         rcu_read_unlock();
8167         return retval;
8168 }
8169
8170 /**
8171  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8172  * @pid: pid of the process.
8173  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8174  *
8175  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8176  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8177  *
8178  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8179  * an error code.
8180  */
8181 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8182                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8183 {
8184         struct timespec64 t;
8185         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8186
8187         if (retval == 0)
8188                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8189
8190         return retval;
8191 }
8192
8193 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8194 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8195                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8196 {
8197         struct timespec64 t;
8198         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8199
8200         if (retval == 0)
8201                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8202         return retval;
8203 }
8204 #endif
8205
8206 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8207 {
8208         unsigned long free = 0;
8209         int ppid;
8210
8211         if (!try_get_task_stack(p))
8212                 return;
8213
8214         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8215
8216         if (task_is_running(p))
8217                 pr_cont("  running task    ");
8218 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8219         free = stack_not_used(p);
8220 #endif
8221         ppid = 0;
8222         rcu_read_lock();
8223         if (pid_alive(p))
8224                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8225         rcu_read_unlock();
8226         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
8227                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8228                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
8229
8230         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8231         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8232         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8233         put_task_stack(p);
8234 }
8235 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8236
8237 static inline bool
8238 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8239 {
8240         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
8241
8242         /* no filter, everything matches */
8243         if (!state_filter)
8244                 return true;
8245
8246         /* filter, but doesn't match */
8247         if (!(state & state_filter))
8248                 return false;
8249
8250         /*
8251          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8252          * TASK_KILLABLE).
8253          */
8254         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && state == TASK_IDLE)
8255                 return false;
8256
8257         return true;
8258 }
8259
8260
8261 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
8262 {
8263         struct task_struct *g, *p;
8264
8265         rcu_read_lock();
8266         for_each_process_thread(g, p) {
8267                 /*
8268                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
8269                  * console might take a lot of time:
8270                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
8271                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
8272                  * an IPI.
8273                  */
8274                 touch_nmi_watchdog();
8275                 touch_all_softlockup_watchdogs();
8276                 if (state_filter_match(state_filter, p))
8277                         sched_show_task(p);
8278         }
8279
8280 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8281         if (!state_filter)
8282                 sysrq_sched_debug_show();
8283 #endif
8284         rcu_read_unlock();
8285         /*
8286          * Only show locks if all tasks are dumped:
8287          */
8288         if (!state_filter)
8289                 debug_show_all_locks();
8290 }
8291
8292 /**
8293  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
8294  * @idle: task in question
8295  * @cpu: CPU the idle task belongs to
8296  *
8297  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
8298  * flag, to make booting more robust.
8299  */
8300 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
8301 {
8302         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8303         unsigned long flags;
8304
8305         __sched_fork(0, idle);
8306
8307         /*
8308          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
8309          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
8310          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
8311          * kthreads.
8312          */
8313         set_kthread_struct(idle);
8314
8315         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
8316         raw_spin_rq_lock(rq);
8317
8318         idle->__state = TASK_RUNNING;
8319         idle->se.exec_start = sched_clock();
8320         /*
8321          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
8322          * look like a proper per-CPU kthread.
8323          */
8324         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
8325         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
8326
8327         scs_task_reset(idle);
8328         kasan_unpoison_task_stack(idle);
8329
8330 #ifdef CONFIG_SMP
8331         /*
8332          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
8333          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
8334          *
8335          * And since this is boot we can forgo the serialization.
8336          */
8337         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
8338 #endif
8339         /*
8340          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
8341          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
8342          * lockdep check in task_group() will fail.
8343          *
8344          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
8345          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
8346          *
8347          * Silence PROVE_RCU
8348          */
8349         rcu_read_lock();
8350         __set_task_cpu(idle, cpu);
8351         rcu_read_unlock();
8352
8353         rq->idle = idle;
8354         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
8355         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
8356 #ifdef CONFIG_SMP
8357         idle->on_cpu = 1;
8358 #endif
8359         raw_spin_rq_unlock(rq);
8360         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
8361
8362         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
8363         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
8364
8365         /*
8366          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
8367          */
8368         idle->sched_class = &idle_sched_class;
8369         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
8370         vtime_init_idle(idle, cpu);
8371 #ifdef CONFIG_SMP
8372         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
8373 #endif
8374 }
8375
8376 #ifdef CONFIG_SMP
8377
8378 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
8379                               const struct cpumask *trial)
8380 {
8381         int ret = 1;
8382
8383         if (!cpumask_weight(cur))
8384                 return ret;
8385
8386         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
8387
8388         return ret;
8389 }
8390
8391 int task_can_attach(struct task_struct *p,
8392                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
8393 {
8394         int ret = 0;
8395
8396         /*
8397          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
8398          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
8399          * affinity and isolating such threads by their set of
8400          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
8401          * applicable for such threads.  This prevents checking for
8402          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
8403          * before cpus_mask may be changed.
8404          */
8405         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8406                 ret = -EINVAL;
8407                 goto out;
8408         }
8409
8410         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
8411                                               cs_cpus_allowed))
8412                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
8413
8414 out:
8415         return ret;
8416 }
8417
8418 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
8419
8420 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8421 /* Migrate current task p to target_cpu */
8422 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
8423 {
8424         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
8425         int curr_cpu = task_cpu(p);
8426
8427         if (curr_cpu == target_cpu)
8428                 return 0;
8429
8430         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
8431                 return -EINVAL;
8432
8433         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
8434
8435         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
8436         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
8437 }
8438
8439 /*
8440  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
8441  * tasks on the runqueues
8442  */
8443 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
8444 {
8445         bool queued, running;
8446         struct rq_flags rf;
8447         struct rq *rq;
8448
8449         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8450         queued = task_on_rq_queued(p);
8451         running = task_current(rq, p);
8452
8453         if (queued)
8454                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
8455         if (running)
8456                 put_prev_task(rq, p);
8457
8458         p->numa_preferred_nid = nid;
8459
8460         if (queued)
8461                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
8462         if (running)
8463                 set_next_task(rq, p);
8464         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8465 }
8466 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8467
8468 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8469 /*
8470  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
8471  * offline.
8472  */
8473 void idle_task_exit(void)
8474 {
8475         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
8476
8477         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
8478         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
8479
8480         if (mm != &init_mm) {
8481                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
8482                 finish_arch_post_lock_switch();
8483         }
8484
8485         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
8486 }
8487
8488 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
8489 {
8490         struct task_struct *p = arg;
8491         struct rq *rq = this_rq();
8492         struct rq_flags rf;
8493         int cpu;
8494
8495         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
8496         rq_lock(rq, &rf);
8497
8498         update_rq_clock(rq);
8499
8500         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
8501                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
8502                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
8503         }
8504
8505         rq_unlock(rq, &rf);
8506         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
8507
8508         put_task_struct(p);
8509
8510         return 0;
8511 }
8512
8513 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
8514
8515 /*
8516  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
8517  *
8518  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
8519  * effective when the hotplug motion is down.
8520  */
8521 static void balance_push(struct rq *rq)
8522 {
8523         struct task_struct *push_task = rq->curr;
8524
8525         lockdep_assert_rq_held(rq);
8526
8527         /*
8528          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
8529          */
8530         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8531
8532         /*
8533          * Only active while going offline and when invoked on the outgoing
8534          * CPU.
8535          */
8536         if (!cpu_dying(rq->cpu) || rq != this_rq())
8537                 return;
8538
8539         /*
8540          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
8541          * required to complete the hotplug process.
8542          */
8543         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
8544             is_migration_disabled(push_task)) {
8545
8546                 /*
8547                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
8548                  * up the hotplug control thread which might wait for the
8549                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
8550                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
8551                  * and can't obviously be running in parallel.
8552                  *
8553                  * On RT kernels this also has to check whether there are
8554                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
8555                  * need to leave the migrate disabled section first.
8556                  */
8557                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
8558                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
8559                         raw_spin_rq_unlock(rq);
8560                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
8561                         raw_spin_rq_lock(rq);
8562                 }
8563                 return;
8564         }
8565
8566         get_task_struct(push_task);
8567         /*
8568          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
8569          * Both preemption and IRQs are still disabled.
8570          */
8571         raw_spin_rq_unlock(rq);
8572         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
8573                             this_cpu_ptr(&push_work));
8574         /*
8575          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
8576          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
8577          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
8578          */
8579         raw_spin_rq_lock(rq);
8580 }
8581
8582 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
8583 {
8584         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8585         struct rq_flags rf;
8586
8587         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8588         if (on) {
8589                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
8590                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8591         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
8592                 rq->balance_callback = NULL;
8593         }
8594         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8595 }
8596
8597 /*
8598  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
8599  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
8600  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
8601  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
8602  */
8603 static void balance_hotplug_wait(void)
8604 {
8605         struct rq *rq = this_rq();
8606
8607         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
8608                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
8609                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
8610 }
8611
8612 #else
8613
8614 static inline void balance_push(struct rq *rq)
8615 {
8616 }
8617
8618 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
8619 {
8620 }
8621
8622 static inline void balance_hotplug_wait(void)
8623 {
8624 }
8625
8626 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
8627
8628 void set_rq_online(struct rq *rq)
8629 {
8630         if (!rq->online) {
8631                 const struct sched_class *class;
8632
8633                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8634                 rq->online = 1;
8635
8636                 for_each_class(class) {
8637                         if (class->rq_online)
8638                                 class->rq_online(rq);
8639                 }
8640         }
8641 }
8642
8643 void set_rq_offline(struct rq *rq)
8644 {
8645         if (rq->online) {
8646                 const struct sched_class *class;
8647
8648                 for_each_class(class) {
8649                         if (class->rq_offline)
8650                                 class->rq_offline(rq);
8651                 }
8652
8653                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8654                 rq->online = 0;
8655         }
8656 }
8657
8658 /*
8659  * used to mark begin/end of suspend/resume:
8660  */
8661 static int num_cpus_frozen;
8662
8663 /*
8664  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
8665  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
8666  * around partition_sched_domains().
8667  *
8668  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
8669  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
8670  */
8671 static void cpuset_cpu_active(void)
8672 {
8673         if (cpuhp_tasks_frozen) {
8674                 /*
8675                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
8676                  * resume sequence. As long as this is not the last online
8677                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
8678                  * domain, ignoring cpusets.
8679                  */
8680                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8681                 if (--num_cpus_frozen)
8682                         return;
8683                 /*
8684                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
8685                  * restore the original sched domains by considering the
8686                  * cpuset configurations.
8687                  */
8688                 cpuset_force_rebuild();
8689         }
8690         cpuset_update_active_cpus();
8691 }
8692
8693 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
8694 {
8695         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
8696                 if (dl_cpu_busy(cpu))
8697                         return -EBUSY;
8698                 cpuset_update_active_cpus();
8699         } else {
8700                 num_cpus_frozen++;
8701                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8702         }
8703         return 0;
8704 }
8705
8706 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
8707 {
8708         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8709         struct rq_flags rf;
8710
8711         /*
8712          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
8713          * regular tasks.
8714          */
8715         balance_push_set(cpu, false);
8716
8717 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8718         /*
8719          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
8720          */
8721         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
8722                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
8723 #endif
8724         set_cpu_active(cpu, true);
8725
8726         if (sched_smp_initialized) {
8727                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
8728                 cpuset_cpu_active();
8729         }
8730
8731         /*
8732          * Put the rq online, if not already. This happens:
8733          *
8734          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
8735          *    after all CPUs have been brought up.
8736          *
8737          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
8738          *    domains.
8739          */
8740         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8741         if (rq->rd) {
8742                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
8743                 set_rq_online(rq);
8744         }
8745         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8746
8747         return 0;
8748 }
8749
8750 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
8751 {
8752         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8753         struct rq_flags rf;
8754         int ret;
8755
8756         /*
8757          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
8758          * load balancing when not active
8759          */
8760         nohz_balance_exit_idle(rq);
8761
8762         set_cpu_active(cpu, false);
8763
8764         /*
8765          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
8766          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
8767          * push those tasks away until this gets cleared, see
8768          * sched_cpu_dying().
8769          */
8770         balance_push_set(cpu, true);
8771
8772         /*
8773          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
8774          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
8775          * all new such users will observe it.
8776          *
8777          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
8778          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
8779          *
8780          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
8781          */
8782         synchronize_rcu();
8783
8784         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8785         if (rq->rd) {
8786                 update_rq_clock(rq);
8787                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
8788                 set_rq_offline(rq);
8789         }
8790         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8791
8792 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8793         /*
8794          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
8795          */
8796         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
8797                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
8798
8799         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
8800 #endif
8801
8802         if (!sched_smp_initialized)
8803                 return 0;
8804
8805         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
8806         if (ret) {
8807                 balance_push_set(cpu, false);
8808                 set_cpu_active(cpu, true);
8809                 return ret;
8810         }
8811         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
8812         return 0;
8813 }
8814
8815 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
8816 {
8817         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8818
8819         rq->calc_load_update = calc_load_update;
8820         update_max_interval();
8821 }
8822
8823 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
8824 {
8825         sched_core_cpu_starting(cpu);
8826         sched_rq_cpu_starting(cpu);
8827         sched_tick_start(cpu);
8828         return 0;
8829 }
8830
8831 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8832
8833 /*
8834  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
8835  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
8836  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
8837  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
8838  * any of those which might be on the way out are gone.
8839  *
8840  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
8841  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
8842  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
8843  */
8844 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
8845 {
8846         balance_hotplug_wait();
8847         return 0;
8848 }
8849
8850 /*
8851  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
8852  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
8853  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
8854  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
8855  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
8856  *
8857  * Also see the comment "Global load-average calculations".
8858  */
8859 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
8860 {
8861         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
8862
8863         if (delta)
8864                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
8865 }
8866
8867 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
8868 {
8869         struct task_struct *g, *p;
8870         int cpu = cpu_of(rq);
8871
8872         lockdep_assert_rq_held(rq);
8873
8874         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
8875         for_each_process_thread(g, p) {
8876                 if (task_cpu(p) != cpu)
8877                         continue;
8878
8879                 if (!task_on_rq_queued(p))
8880                         continue;
8881
8882                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
8883         }
8884 }
8885
8886 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
8887 {
8888         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8889         struct rq_flags rf;
8890
8891         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
8892         sched_tick_stop(cpu);
8893
8894         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8895         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
8896                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
8897                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
8898         }
8899         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8900
8901         calc_load_migrate(rq);
8902         update_max_interval();
8903         hrtick_clear(rq);
8904         sched_core_cpu_dying(cpu);
8905         return 0;
8906 }
8907 #endif
8908
8909 void __init sched_init_smp(void)
8910 {
8911         sched_init_numa();
8912
8913         /*
8914          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
8915          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
8916          * happen.
8917          */
8918         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8919         sched_init_domains(cpu_active_mask);
8920         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8921
8922         /* Move init over to a non-isolated CPU */
8923         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
8924                 BUG();
8925         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
8926         sched_init_granularity();
8927
8928         init_sched_rt_class();
8929         init_sched_dl_class();
8930
8931         sched_smp_initialized = true;
8932 }
8933
8934 static int __init migration_init(void)
8935 {
8936         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
8937         return 0;
8938 }
8939 early_initcall(migration_init);
8940
8941 #else
8942 void __init sched_init_smp(void)
8943 {
8944         sched_init_granularity();
8945 }
8946 #endif /* CONFIG_SMP */
8947
8948 int in_sched_functions(unsigned long addr)
8949 {
8950         return in_lock_functions(addr) ||
8951                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
8952                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
8953 }
8954
8955 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8956 /*
8957  * Default task group.
8958  * Every task in system belongs to this group at bootup.
8959  */
8960 struct task_group root_task_group;
8961 LIST_HEAD(task_groups);
8962
8963 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
8964 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
8965 #endif
8966
8967 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8968 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
8969
8970 void __init sched_init(void)
8971 {
8972         unsigned long ptr = 0;
8973         int i;
8974
8975         /* Make sure the linker didn't screw up */
8976         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
8977                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
8978                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
8979 #ifdef CONFIG_SMP
8980         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
8981 #endif
8982
8983         wait_bit_init();
8984
8985 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8986         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8987 #endif
8988 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8989         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8990 #endif
8991         if (ptr) {
8992                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
8993
8994 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8995                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
8996                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8997
8998                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
8999                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9000
9001                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9002                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9003 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9004 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9005                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9006                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9007
9008                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9009                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9010
9011 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9012         }
9013 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
9014         for_each_possible_cpu(i) {
9015                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9016                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9017                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9018                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9019         }
9020 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
9021
9022         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9023         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9024
9025 #ifdef CONFIG_SMP
9026         init_defrootdomain();
9027 #endif
9028
9029 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9030         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9031                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9032 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9033
9034 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9035         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9036
9037         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9038         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9039         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9040         autogroup_init(&init_task);
9041 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9042
9043         for_each_possible_cpu(i) {
9044                 struct rq *rq;
9045
9046                 rq = cpu_rq(i);
9047                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9048                 rq->nr_running = 0;
9049                 rq->calc_load_active = 0;
9050                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9051                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9052                 init_rt_rq(&rq->rt);
9053                 init_dl_rq(&rq->dl);
9054 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9055                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9056                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9057                 /*
9058                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9059                  *
9060                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9061                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9062                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9063                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9064                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9065                  * (se->load.weight).
9066                  *
9067                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9068                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9069                  * then A0's share of the CPU resource is:
9070                  *
9071                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9072                  *
9073                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9074                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9075                  */
9076                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9077 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9078
9079                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9080 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9081                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9082 #endif
9083 #ifdef CONFIG_SMP
9084                 rq->sd = NULL;
9085                 rq->rd = NULL;
9086                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9087                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9088                 rq->active_balance = 0;
9089                 rq->next_balance = jiffies;
9090                 rq->push_cpu = 0;
9091                 rq->cpu = i;
9092                 rq->online = 0;
9093                 rq->idle_stamp = 0;
9094                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9095                 rq->wake_stamp = jiffies;
9096                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9097                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9098
9099                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9100
9101                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9102 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9103                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9104                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9105
9106                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9107 #endif
9108 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9109                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9110 #endif
9111 #endif /* CONFIG_SMP */
9112                 hrtick_rq_init(rq);
9113                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9114
9115 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9116                 rq->core = rq;
9117                 rq->core_pick = NULL;
9118                 rq->core_enabled = 0;
9119                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9120                 rq->core_forceidle = false;
9121
9122                 rq->core_cookie = 0UL;
9123 #endif
9124         }
9125
9126         set_load_weight(&init_task, false);
9127
9128         /*
9129          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9130          */
9131         mmgrab(&init_mm);
9132         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9133
9134         /*
9135          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9136          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9137          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9138          * when this runqueue becomes "idle".
9139          */
9140         init_idle(current, smp_processor_id());
9141
9142         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9143
9144 #ifdef CONFIG_SMP
9145         idle_thread_set_boot_cpu();
9146         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9147 #endif
9148         init_sched_fair_class();
9149
9150         psi_init();
9151
9152         init_uclamp();
9153
9154         scheduler_running = 1;
9155 }
9156
9157 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9158 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
9159 {
9160         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
9161
9162         return (nested == preempt_offset);
9163 }
9164
9165 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9166 {
9167         unsigned int state = get_current_state();
9168         /*
9169          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9170          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9171          * otherwise we will destroy state.
9172          */
9173         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9174                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9175                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
9176                         (void *)current->task_state_change,
9177                         (void *)current->task_state_change);
9178
9179         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
9180 }
9181 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9182
9183 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9184 {
9185         /* Ratelimiting timestamp: */
9186         static unsigned long prev_jiffy;
9187
9188         unsigned long preempt_disable_ip;
9189
9190         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9191         rcu_sleep_check();
9192
9193         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
9194              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9195             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9196             oops_in_progress)
9197                 return;
9198
9199         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9200                 return;
9201         prev_jiffy = jiffies;
9202
9203         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9204         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9205
9206         printk(KERN_ERR
9207                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9208                         file, line);
9209         printk(KERN_ERR
9210                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9211                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9212                         current->pid, current->comm);
9213
9214         if (task_stack_end_corrupted(current))
9215                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9216
9217         debug_show_held_locks(current);
9218         if (irqs_disabled())
9219                 print_irqtrace_events(current);
9220         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
9221             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
9222                 pr_err("Preemption disabled at:");
9223                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
9224         }
9225         dump_stack();
9226         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9227 }
9228 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
9229
9230 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9231 {
9232         static unsigned long prev_jiffy;
9233
9234         if (irqs_disabled())
9235                 return;
9236
9237         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9238                 return;
9239
9240         if (preempt_count() > preempt_offset)
9241                 return;
9242
9243         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9244                 return;
9245         prev_jiffy = jiffies;
9246
9247         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
9248         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9249                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9250                         current->pid, current->comm);
9251
9252         debug_show_held_locks(current);
9253         dump_stack();
9254         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9255 }
9256 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
9257
9258 #ifdef CONFIG_SMP
9259 void __cant_migrate(const char *file, int line)
9260 {
9261         static unsigned long prev_jiffy;
9262
9263         if (irqs_disabled())
9264                 return;
9265
9266         if (is_migration_disabled(current))
9267                 return;
9268
9269         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9270                 return;
9271
9272         if (preempt_count() > 0)
9273                 return;
9274
9275         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9276                 return;
9277         prev_jiffy = jiffies;
9278
9279         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
9280         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
9281                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
9282                current->pid, current->comm);
9283
9284         debug_show_held_locks(current);
9285         dump_stack();
9286         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9287 }
9288 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
9289 #endif
9290 #endif
9291
9292 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9293 void normalize_rt_tasks(void)
9294 {
9295         struct task_struct *g, *p;
9296         struct sched_attr attr = {
9297                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
9298         };
9299
9300         read_lock(&tasklist_lock);
9301         for_each_process_thread(g, p) {
9302                 /*
9303                  * Only normalize user tasks:
9304                  */
9305                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
9306                         continue;
9307
9308                 p->se.exec_start = 0;
9309                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
9310                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
9311                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
9312
9313                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
9314                         /*
9315                          * Renice negative nice level userspace
9316                          * tasks back to 0:
9317                          */
9318                         if (task_nice(p) < 0)
9319                                 set_user_nice(p, 0);
9320                         continue;
9321                 }
9322
9323                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
9324         }
9325         read_unlock(&tasklist_lock);
9326 }
9327
9328 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9329
9330 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
9331 /*
9332  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
9333  *
9334  * They can only be called when the whole system has been
9335  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
9336  * activity can take place. Using them for anything else would
9337  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
9338  * under any other configuration.
9339  */
9340
9341 /**
9342  * curr_task - return the current task for a given CPU.
9343  * @cpu: the processor in question.
9344  *
9345  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9346  *
9347  * Return: The current task for @cpu.
9348  */
9349 struct task_struct *curr_task(int cpu)
9350 {
9351         return cpu_curr(cpu);
9352 }
9353
9354 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
9355
9356 #ifdef CONFIG_IA64
9357 /**
9358  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
9359  * @cpu: the processor in question.
9360  * @p: the task pointer to set.
9361  *
9362  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
9363  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
9364  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
9365  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
9366  * and caller must save the original value of the current task (see
9367  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
9368  * re-starting the system.
9369  *
9370  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9371  */
9372 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
9373 {
9374         cpu_curr(cpu) = p;
9375 }
9376
9377 #endif
9378
9379 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9380 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
9381 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
9382
9383 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
9384                                             struct task_group *parent)
9385 {
9386 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9387         enum uclamp_id clamp_id;
9388
9389         for_each_clamp_id(clamp_id) {
9390                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
9391                               uclamp_none(clamp_id), false);
9392                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
9393         }
9394 #endif
9395 }
9396
9397 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
9398 {
9399         free_fair_sched_group(tg);
9400         free_rt_sched_group(tg);
9401         autogroup_free(tg);
9402         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
9403 }
9404
9405 /* allocate runqueue etc for a new task group */
9406 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
9407 {
9408         struct task_group *tg;
9409
9410         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
9411         if (!tg)
9412                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9413
9414         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
9415                 goto err;
9416
9417         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
9418                 goto err;
9419
9420         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
9421
9422         return tg;
9423
9424 err:
9425         sched_free_group(tg);
9426         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9427 }
9428
9429 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9430 {
9431         unsigned long flags;
9432
9433         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9434         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
9435
9436         /* Root should already exist: */
9437         WARN_ON(!parent);
9438
9439         tg->parent = parent;
9440         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
9441         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
9442         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9443
9444         online_fair_sched_group(tg);
9445 }
9446
9447 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
9448 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
9449 {
9450         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
9451         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
9452 }
9453
9454 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
9455 {
9456         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
9457         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
9458 }
9459
9460 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
9461 {
9462         unsigned long flags;
9463
9464         /* End participation in shares distribution: */
9465         unregister_fair_sched_group(tg);
9466
9467         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9468         list_del_rcu(&tg->list);
9469         list_del_rcu(&tg->siblings);
9470         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9471 }
9472
9473 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
9474 {
9475         struct task_group *tg;
9476
9477         /*
9478          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
9479          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
9480          * to prevent lockdep warnings.
9481          */
9482         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
9483                           struct task_group, css);
9484         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
9485         tsk->sched_task_group = tg;
9486
9487 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9488         if (tsk->sched_class->task_change_group)
9489                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
9490         else
9491 #endif
9492                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
9493 }
9494
9495 /*
9496  * Change task's runqueue when it moves between groups.
9497  *
9498  * The caller of this function should have put the task in its new group by
9499  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
9500  * its new group.
9501  */
9502 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
9503 {
9504         int queued, running, queue_flags =
9505                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
9506         struct rq_flags rf;
9507         struct rq *rq;
9508
9509         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
9510         update_rq_clock(rq);
9511
9512         running = task_current(rq, tsk);
9513         queued = task_on_rq_queued(tsk);
9514
9515         if (queued)
9516                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
9517         if (running)
9518                 put_prev_task(rq, tsk);
9519
9520         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
9521
9522         if (queued)
9523                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
9524         if (running) {
9525                 set_next_task(rq, tsk);
9526                 /*
9527                  * After changing group, the running task may have joined a
9528                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
9529                  * resched to make sure that task can still run.
9530                  */
9531                 resched_curr(rq);
9532         }
9533
9534         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
9535 }
9536
9537 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
9538 {
9539         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
9540 }
9541
9542 static struct cgroup_subsys_state *
9543 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
9544 {
9545         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
9546         struct task_group *tg;
9547
9548         if (!parent) {
9549                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9550                 return &root_task_group.css;
9551         }
9552
9553         tg = sched_create_group(parent);
9554         if (IS_ERR(tg))
9555                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9556
9557         return &tg->css;
9558 }
9559
9560 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
9561 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
9562 {
9563         struct task_group *tg = css_tg(css);
9564         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
9565
9566         if (parent)
9567                 sched_online_group(tg, parent);
9568
9569 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9570         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
9571         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9572         rcu_read_lock();
9573         cpu_util_update_eff(css);
9574         rcu_read_unlock();
9575         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
9576 #endif
9577
9578         return 0;
9579 }
9580
9581 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
9582 {
9583         struct task_group *tg = css_tg(css);
9584
9585         sched_offline_group(tg);
9586 }
9587
9588 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
9589 {
9590         struct task_group *tg = css_tg(css);
9591
9592         /*
9593          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
9594          */
9595         sched_free_group(tg);
9596 }
9597
9598 /*
9599  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
9600  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
9601  */
9602 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
9603 {
9604         struct rq_flags rf;
9605         struct rq *rq;
9606
9607         rq = task_rq_lock(task, &rf);
9608
9609         update_rq_clock(rq);
9610         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
9611
9612         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
9613 }
9614
9615 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9616 {
9617         struct task_struct *task;
9618         struct cgroup_subsys_state *css;
9619         int ret = 0;
9620
9621         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
9622 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9623                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
9624                         return -EINVAL;
9625 #endif
9626                 /*
9627                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
9628                  * running, we're sure to observe its full state.
9629                  */
9630                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
9631                 /*
9632                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
9633                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
9634                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
9635                  */
9636                 if (READ_ONCE(task->__state) == TASK_NEW)
9637                         ret = -EINVAL;
9638                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
9639
9640                 if (ret)
9641                         break;
9642         }
9643         return ret;
9644 }
9645
9646 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9647 {
9648         struct task_struct *task;
9649         struct cgroup_subsys_state *css;
9650
9651         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
9652                 sched_move_task(task);
9653 }
9654
9655 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9656 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
9657 {
9658         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
9659         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
9660         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
9661         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
9662         enum uclamp_id clamp_id;
9663         unsigned int clamps;
9664
9665         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
9666         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
9667
9668         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
9669                 uc_parent = css_tg(css)->parent
9670                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
9671
9672                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9673                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
9674                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
9675                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
9676                         if (uc_parent &&
9677                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
9678                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
9679                         }
9680                 }
9681                 /* Ensure protection is always capped by limit */
9682                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
9683
9684                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
9685                 clamps = 0x0;
9686                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
9687                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9688                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
9689                                 continue;
9690                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
9691                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
9692                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
9693                 }
9694                 if (!clamps) {
9695                         css = css_rightmost_descendant(css);
9696                         continue;
9697                 }
9698
9699                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
9700                 uclamp_update_active_tasks(css);
9701         }
9702 }
9703
9704 /*
9705  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
9706  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
9707  * character constant, use two levels of macros.
9708  */
9709 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
9710 #define POW10(exp) _POW10(exp)
9711
9712 struct uclamp_request {
9713 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
9714 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
9715         s64 percent;
9716         u64 util;
9717         int ret;
9718 };
9719
9720 static inline struct uclamp_request
9721 capacity_from_percent(char *buf)
9722 {
9723         struct uclamp_request req = {
9724                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
9725                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
9726                 .ret = 0,
9727         };
9728
9729         buf = strim(buf);
9730         if (strcmp(buf, "max")) {
9731                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
9732                                              &req.percent);
9733                 if (req.ret)
9734                         return req;
9735                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
9736                         req.ret = -ERANGE;
9737                         return req;
9738                 }
9739
9740                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
9741                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
9742         }
9743
9744         return req;
9745 }
9746
9747 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
9748                                 size_t nbytes, loff_t off,
9749                                 enum uclamp_id clamp_id)
9750 {
9751         struct uclamp_request req;
9752         struct task_group *tg;
9753
9754         req = capacity_from_percent(buf);
9755         if (req.ret)
9756                 return req.ret;
9757
9758         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
9759
9760         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9761         rcu_read_lock();
9762
9763         tg = css_tg(of_css(of));
9764         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
9765                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
9766
9767         /*
9768          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
9769          * exact requested value
9770          */
9771         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
9772
9773         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
9774         cpu_util_update_eff(of_css(of));
9775
9776         rcu_read_unlock();
9777         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
9778
9779         return nbytes;
9780 }
9781
9782 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
9783                                     char *buf, size_t nbytes,
9784                                     loff_t off)
9785 {
9786         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
9787 }
9788
9789 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
9790                                     char *buf, size_t nbytes,
9791                                     loff_t off)
9792 {
9793         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
9794 }
9795
9796 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
9797                                     enum uclamp_id clamp_id)
9798 {
9799         struct task_group *tg;
9800         u64 util_clamp;
9801         u64 percent;
9802         u32 rem;
9803
9804         rcu_read_lock();
9805         tg = css_tg(seq_css(sf));
9806         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
9807         rcu_read_unlock();
9808
9809         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
9810                 seq_puts(sf, "max\n");
9811                 return;
9812         }
9813
9814         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
9815         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
9816         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
9817 }
9818
9819 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
9820 {
9821         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
9822         return 0;
9823 }
9824
9825 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
9826 {
9827         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
9828         return 0;
9829 }
9830 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
9831
9832 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9833 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9834                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
9835 {
9836         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
9837                 shareval = MAX_SHARES;
9838         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
9839 }
9840
9841 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9842                                struct cftype *cft)
9843 {
9844         struct task_group *tg = css_tg(css);
9845
9846         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
9847 }
9848
9849 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9850 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
9851
9852 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
9853 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
9854 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
9855 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
9856
9857 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
9858
9859 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
9860                                 u64 burst)
9861 {
9862         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
9863         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
9864
9865         if (tg == &root_task_group)
9866                 return -EINVAL;
9867
9868         /*
9869          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
9870          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
9871          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
9872          */
9873         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
9874                 return -EINVAL;
9875
9876         /*
9877          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
9878          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
9879          * feasibility.
9880          */
9881         if (period > max_cfs_quota_period)
9882                 return -EINVAL;
9883
9884         /*
9885          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
9886          */
9887         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
9888                 return -EINVAL;
9889
9890         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
9891                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
9892                 return -EINVAL;
9893
9894         /*
9895          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
9896          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
9897          */
9898         get_online_cpus();
9899         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
9900         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
9901         if (ret)
9902                 goto out_unlock;
9903
9904         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
9905         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
9906         /*
9907          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
9908          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
9909          */
9910         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
9911                 cfs_bandwidth_usage_inc();
9912         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
9913         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
9914         cfs_b->quota = quota;
9915         cfs_b->burst = burst;
9916
9917         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
9918
9919         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
9920         if (runtime_enabled)
9921                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
9922
9923         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
9924
9925         for_each_online_cpu(i) {
9926                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
9927                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
9928                 struct rq_flags rf;
9929
9930                 rq_lock_irq(rq, &rf);
9931                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
9932                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
9933
9934                 if (cfs_rq->throttled)
9935                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
9936                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
9937         }
9938         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
9939                 cfs_bandwidth_usage_dec();
9940 out_unlock:
9941         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
9942         put_online_cpus();
9943
9944         return ret;
9945 }
9946
9947 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
9948 {
9949         u64 quota, period, burst;
9950
9951         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
9952         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
9953         if (cfs_quota_us < 0)
9954                 quota = RUNTIME_INF;
9955         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
9956                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
9957         else
9958                 return -EINVAL;
9959
9960         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
9961 }
9962
9963 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
9964 {
9965         u64 quota_us;
9966
9967         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
9968                 return -1;
9969
9970         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
9971         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
9972
9973         return quota_us;
9974 }
9975
9976 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
9977 {
9978         u64 quota, period, burst;
9979
9980         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
9981                 return -EINVAL;
9982
9983         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
9984         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
9985         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
9986
9987         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
9988 }
9989
9990 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
9991 {
9992         u64 cfs_period_us;
9993
9994         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
9995         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
9996
9997         return cfs_period_us;
9998 }
9999
10000 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10001 {
10002         u64 quota, period, burst;
10003
10004         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10005                 return -EINVAL;
10006
10007         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10008         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10009         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10010
10011         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10012 }
10013
10014 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10015 {
10016         u64 burst_us;
10017
10018         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10019         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10020
10021         return burst_us;
10022 }
10023
10024 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10025                                   struct cftype *cft)
10026 {
10027         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10028 }
10029
10030 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10031                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10032 {
10033         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10034 }
10035
10036 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10037                                    struct cftype *cft)
10038 {
10039         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10040 }
10041
10042 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10043                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10044 {
10045         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10046 }
10047
10048 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10049                                   struct cftype *cft)
10050 {
10051         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10052 }
10053
10054 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10055                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10056 {
10057         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10058 }
10059
10060 struct cfs_schedulable_data {
10061         struct task_group *tg;
10062         u64 period, quota;
10063 };
10064
10065 /*
10066  * normalize group quota/period to be quota/max_period
10067  * note: units are usecs
10068  */
10069 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
10070                                struct cfs_schedulable_data *d)
10071 {
10072         u64 quota, period;
10073
10074         if (tg == d->tg) {
10075                 period = d->period;
10076                 quota = d->quota;
10077         } else {
10078                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10079                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10080         }
10081
10082         /* note: these should typically be equivalent */
10083         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10084                 return RUNTIME_INF;
10085
10086         return to_ratio(period, quota);
10087 }
10088
10089 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10090 {
10091         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10092         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10093         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10094
10095         if (!tg->parent) {
10096                 quota = RUNTIME_INF;
10097         } else {
10098                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
10099
10100                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10101                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10102
10103                 /*
10104                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10105                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10106                  * limit is set:
10107                  */
10108                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10109                         quota = min(quota, parent_quota);
10110                 } else {
10111                         if (quota == RUNTIME_INF)
10112                                 quota = parent_quota;
10113                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10114                                 return -EINVAL;
10115                 }
10116         }
10117         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10118
10119         return 0;
10120 }
10121
10122 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10123 {
10124         int ret;
10125         struct cfs_schedulable_data data = {
10126                 .tg = tg,
10127                 .period = period,
10128                 .quota = quota,
10129         };
10130
10131         if (quota != RUNTIME_INF) {
10132                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10133                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10134         }
10135
10136         rcu_read_lock();
10137         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10138         rcu_read_unlock();
10139
10140         return ret;
10141 }
10142
10143 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10144 {
10145         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10146         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10147
10148         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10149         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10150         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10151
10152         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10153                 u64 ws = 0;
10154                 int i;
10155
10156                 for_each_possible_cpu(i)
10157                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
10158
10159                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10160         }
10161
10162         return 0;
10163 }
10164 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10165 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10166
10167 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10168 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10169                                 struct cftype *cft, s64 val)
10170 {
10171         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10172 }
10173
10174 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10175                                struct cftype *cft)
10176 {
10177         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10178 }
10179
10180 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10181                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10182 {
10183         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10184 }
10185
10186 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10187                                    struct cftype *cft)
10188 {
10189         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10190 }
10191 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10192
10193 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10194 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10195         {
10196                 .name = "shares",
10197                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10198                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10199         },
10200 #endif
10201 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10202         {
10203                 .name = "cfs_quota_us",
10204                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10205                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10206         },
10207         {
10208                 .name = "cfs_period_us",
10209                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10210                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10211         },
10212         {
10213                 .name = "cfs_burst_us",
10214                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10215                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10216         },
10217         {
10218                 .name = "stat",
10219                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10220         },
10221 #endif
10222 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10223         {
10224                 .name = "rt_runtime_us",
10225                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
10226                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
10227         },
10228         {
10229                 .name = "rt_period_us",
10230                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
10231                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
10232         },
10233 #endif
10234 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10235         {
10236                 .name = "uclamp.min",
10237                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10238                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10239                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10240         },
10241         {
10242                 .name = "uclamp.max",
10243                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10244                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10245                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10246         },
10247 #endif
10248         { }     /* Terminate */
10249 };
10250
10251 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
10252                                struct cgroup_subsys_state *css)
10253 {
10254 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10255         {
10256                 struct task_group *tg = css_tg(css);
10257                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10258                 u64 throttled_usec;
10259
10260                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
10261                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
10262
10263                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
10264                            "nr_throttled %d\n"
10265                            "throttled_usec %llu\n",
10266                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
10267                            throttled_usec);
10268         }
10269 #endif
10270         return 0;
10271 }
10272
10273 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10274 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10275                                struct cftype *cft)
10276 {
10277         struct task_group *tg = css_tg(css);
10278         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
10279
10280         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
10281 }
10282
10283 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10284                                 struct cftype *cft, u64 weight)
10285 {
10286         /*
10287          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
10288          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
10289          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
10290          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
10291          * the original value over the entire range.
10292          */
10293         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
10294                 return -ERANGE;
10295
10296         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
10297
10298         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10299 }
10300
10301 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10302                                     struct cftype *cft)
10303 {
10304         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
10305         int last_delta = INT_MAX;
10306         int prio, delta;
10307
10308         /* find the closest nice value to the current weight */
10309         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
10310                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
10311                 if (delta >= last_delta)
10312                         break;
10313                 last_delta = delta;
10314         }
10315
10316         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
10317 }
10318
10319 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10320                                      struct cftype *cft, s64 nice)
10321 {
10322         unsigned long weight;
10323         int idx;
10324
10325         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
10326                 return -ERANGE;
10327
10328         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
10329         idx = array_index_nospec(idx, 40);
10330         weight = sched_prio_to_weight[idx];
10331
10332         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10333 }
10334 #endif
10335
10336 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
10337                                                   long period, long quota)
10338 {
10339         if (quota < 0)
10340                 seq_puts(sf, "max");
10341         else
10342                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
10343
10344         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
10345 }
10346
10347 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
10348 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
10349                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
10350 {
10351         char tok[21];   /* U64_MAX */
10352
10353         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
10354                 return -EINVAL;
10355
10356         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
10357
10358         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
10359                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
10360         else if (!strcmp(tok, "max"))
10361                 *quotap = RUNTIME_INF;
10362         else
10363                 return -EINVAL;
10364
10365         return 0;
10366 }
10367
10368 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10369 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10370 {
10371         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10372
10373         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
10374         return 0;
10375 }
10376
10377 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10378                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
10379 {
10380         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
10381         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
10382         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
10383         u64 quota;
10384         int ret;
10385
10386         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
10387         if (!ret)
10388                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10389         return ret ?: nbytes;
10390 }
10391 #endif
10392
10393 static struct cftype cpu_files[] = {
10394 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10395         {
10396                 .name = "weight",
10397                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10398                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
10399                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
10400         },
10401         {
10402                 .name = "weight.nice",
10403                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10404                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
10405                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
10406         },
10407 #endif
10408 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10409         {
10410                 .name = "max",
10411                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10412                 .seq_show = cpu_max_show,
10413                 .write = cpu_max_write,
10414         },
10415         {
10416                 .name = "max.burst",
10417                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10418                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10419                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10420         },
10421 #endif
10422 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10423         {
10424                 .name = "uclamp.min",
10425                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10426                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10427                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10428         },
10429         {
10430                 .name = "uclamp.max",
10431                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10432                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10433                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10434         },
10435 #endif
10436         { }     /* terminate */
10437 };
10438
10439 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
10440         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
10441         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
10442         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
10443         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
10444         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
10445         .fork           = cpu_cgroup_fork,
10446         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
10447         .attach         = cpu_cgroup_attach,
10448         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
10449         .dfl_cftypes    = cpu_files,
10450         .early_init     = true,
10451         .threaded       = true,
10452 };
10453
10454 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
10455
10456 void dump_cpu_task(int cpu)
10457 {
10458         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
10459         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
10460 }
10461
10462 /*
10463  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
10464  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
10465  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
10466  * that remained on nice 0.
10467  *
10468  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
10469  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
10470  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
10471  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
10472  * the relative distance between them is ~25%.)
10473  */
10474 const int sched_prio_to_weight[40] = {
10475  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
10476  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
10477  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
10478  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
10479  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
10480  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
10481  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
10482  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
10483 };
10484
10485 /*
10486  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
10487  *
10488  * In cases where the weight does not change often, we can use the
10489  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
10490  * into multiplications:
10491  */
10492 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
10493  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
10494  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
10495  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
10496  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
10497  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
10498  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
10499  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
10500  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
10501 };
10502
10503 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
10504 {
10505         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
10506 }