Linux 6.0-rc1
[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 #include <linux/highmem.h>
10 #include <linux/hrtimer_api.h>
11 #include <linux/ktime_api.h>
12 #include <linux/sched/signal.h>
13 #include <linux/syscalls_api.h>
14 #include <linux/debug_locks.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/capability.h>
17 #include <linux/pgtable_api.h>
18 #include <linux/wait_bit.h>
19 #include <linux/jiffies.h>
20 #include <linux/spinlock_api.h>
21 #include <linux/cpumask_api.h>
22 #include <linux/lockdep_api.h>
23 #include <linux/hardirq.h>
24 #include <linux/softirq.h>
25 #include <linux/refcount_api.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/sched/clock.h>
28 #include <linux/sched/cond_resched.h>
29 #include <linux/sched/cputime.h>
30 #include <linux/sched/debug.h>
31 #include <linux/sched/hotplug.h>
32 #include <linux/sched/init.h>
33 #include <linux/sched/isolation.h>
34 #include <linux/sched/loadavg.h>
35 #include <linux/sched/mm.h>
36 #include <linux/sched/nohz.h>
37 #include <linux/sched/rseq_api.h>
38 #include <linux/sched/rt.h>
39
40 #include <linux/blkdev.h>
41 #include <linux/context_tracking.h>
42 #include <linux/cpuset.h>
43 #include <linux/delayacct.h>
44 #include <linux/init_task.h>
45 #include <linux/interrupt.h>
46 #include <linux/ioprio.h>
47 #include <linux/kallsyms.h>
48 #include <linux/kcov.h>
49 #include <linux/kprobes.h>
50 #include <linux/llist_api.h>
51 #include <linux/mmu_context.h>
52 #include <linux/mmzone.h>
53 #include <linux/mutex_api.h>
54 #include <linux/nmi.h>
55 #include <linux/nospec.h>
56 #include <linux/perf_event_api.h>
57 #include <linux/profile.h>
58 #include <linux/psi.h>
59 #include <linux/rcuwait_api.h>
60 #include <linux/sched/wake_q.h>
61 #include <linux/scs.h>
62 #include <linux/slab.h>
63 #include <linux/syscalls.h>
64 #include <linux/vtime.h>
65 #include <linux/wait_api.h>
66 #include <linux/workqueue_api.h>
67
68 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
69 # ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
70 #  include <linux/entry-common.h>
71 # endif
72 #endif
73
74 #include <uapi/linux/sched/types.h>
75
76 #include <asm/switch_to.h>
77 #include <asm/tlb.h>
78
79 #define CREATE_TRACE_POINTS
80 #include <linux/sched/rseq_api.h>
81 #include <trace/events/sched.h>
82 #undef CREATE_TRACE_POINTS
83
84 #include "sched.h"
85 #include "stats.h"
86 #include "autogroup.h"
87
88 #include "autogroup.h"
89 #include "pelt.h"
90 #include "smp.h"
91 #include "stats.h"
92
93 #include "../workqueue_internal.h"
94 #include "../../io_uring/io-wq.h"
95 #include "../smpboot.h"
96
97 /*
98  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
99  * associated with them) to allow external modules to probe them.
100  */
101 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
102 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
103 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
104 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
105 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
106 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_thermal_tp);
107 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
108 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
109 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
110 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
111 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
112
113 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
114
115 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
116 /*
117  * Debugging: various feature bits
118  *
119  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
120  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
121  * at compile time and compiler optimization based on features default.
122  */
123 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
124         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
125 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
126 #include "features.h"
127         0;
128 #undef SCHED_FEAT
129
130 /*
131  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
132  * LATENCY_WARN is enabled).
133  *
134  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
135  * per boot.
136  */
137 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
138 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
139 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
140
141 /*
142  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
143  * Limited because this is done with IRQs disabled.
144  */
145 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
146 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 8;
147 #else
148 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
149 #endif
150
151 __read_mostly int scheduler_running;
152
153 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
154
155 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
156
157 /* kernel prio, less is more */
158 static inline int __task_prio(struct task_struct *p)
159 {
160         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
161                 return -2;
162
163         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
164                 return p->prio; /* [-1, 99] */
165
166         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
167                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
168
169         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
170 }
171
172 /*
173  * l(a,b)
174  * le(a,b) := !l(b,a)
175  * g(a,b)  := l(b,a)
176  * ge(a,b) := !l(a,b)
177  */
178
179 /* real prio, less is less */
180 static inline bool prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
181 {
182
183         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
184
185         if (-pa < -pb)
186                 return true;
187
188         if (-pb < -pa)
189                 return false;
190
191         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
192                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
193
194         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
195                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
196
197         return false;
198 }
199
200 static inline bool __sched_core_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
201 {
202         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
203                 return true;
204
205         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
206                 return false;
207
208         /* flip prio, so high prio is leftmost */
209         if (prio_less(b, a, !!task_rq(a)->core->core_forceidle_count))
210                 return true;
211
212         return false;
213 }
214
215 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
216
217 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
218 {
219         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
220 }
221
222 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
223 {
224         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
225         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
226
227         if (cookie < p->core_cookie)
228                 return -1;
229
230         if (cookie > p->core_cookie)
231                 return 1;
232
233         return 0;
234 }
235
236 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
237 {
238         rq->core->core_task_seq++;
239
240         if (!p->core_cookie)
241                 return;
242
243         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
244 }
245
246 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
247 {
248         rq->core->core_task_seq++;
249
250         if (sched_core_enqueued(p)) {
251                 rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
252                 RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
253         }
254
255         /*
256          * Migrating the last task off the cpu, with the cpu in forced idle
257          * state. Reschedule to create an accounting edge for forced idle,
258          * and re-examine whether the core is still in forced idle state.
259          */
260         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE) && rq->nr_running == 1 &&
261             rq->core->core_forceidle_count && rq->curr == rq->idle)
262                 resched_curr(rq);
263 }
264
265 /*
266  * Find left-most (aka, highest priority) task matching @cookie.
267  */
268 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
269 {
270         struct rb_node *node;
271
272         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
273         /*
274          * The idle task always matches any cookie!
275          */
276         if (!node)
277                 return idle_sched_class.pick_task(rq);
278
279         return __node_2_sc(node);
280 }
281
282 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
283 {
284         struct rb_node *node = &p->core_node;
285
286         node = rb_next(node);
287         if (!node)
288                 return NULL;
289
290         p = container_of(node, struct task_struct, core_node);
291         if (p->core_cookie != cookie)
292                 return NULL;
293
294         return p;
295 }
296
297 /*
298  * Magic required such that:
299  *
300  *      raw_spin_rq_lock(rq);
301  *      ...
302  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
303  *
304  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
305  * always agree on what rq has what lock.
306  *
307  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
308  */
309
310 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
311 static atomic_t sched_core_count;
312 static struct cpumask sched_core_mask;
313
314 static void sched_core_lock(int cpu, unsigned long *flags)
315 {
316         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
317         int t, i = 0;
318
319         local_irq_save(*flags);
320         for_each_cpu(t, smt_mask)
321                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
322 }
323
324 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
325 {
326         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
327         int t;
328
329         for_each_cpu(t, smt_mask)
330                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
331         local_irq_restore(*flags);
332 }
333
334 static void __sched_core_flip(bool enabled)
335 {
336         unsigned long flags;
337         int cpu, t;
338
339         cpus_read_lock();
340
341         /*
342          * Toggle the online cores, one by one.
343          */
344         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
345         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
346                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
347
348                 sched_core_lock(cpu, &flags);
349
350                 for_each_cpu(t, smt_mask)
351                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
352
353                 cpu_rq(cpu)->core->core_forceidle_start = 0;
354
355                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
356
357                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
358         }
359
360         /*
361          * Toggle the offline CPUs.
362          */
363         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_possible_mask);
364         cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, cpu_online_mask);
365
366         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask)
367                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
368
369         cpus_read_unlock();
370 }
371
372 static void sched_core_assert_empty(void)
373 {
374         int cpu;
375
376         for_each_possible_cpu(cpu)
377                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
378 }
379
380 static void __sched_core_enable(void)
381 {
382         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
383         /*
384          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
385          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
386          */
387         synchronize_rcu();
388         __sched_core_flip(true);
389         sched_core_assert_empty();
390 }
391
392 static void __sched_core_disable(void)
393 {
394         sched_core_assert_empty();
395         __sched_core_flip(false);
396         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
397 }
398
399 void sched_core_get(void)
400 {
401         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
402                 return;
403
404         mutex_lock(&sched_core_mutex);
405         if (!atomic_read(&sched_core_count))
406                 __sched_core_enable();
407
408         smp_mb__before_atomic();
409         atomic_inc(&sched_core_count);
410         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
411 }
412
413 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
414 {
415         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
416                 __sched_core_disable();
417                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
418         }
419 }
420
421 void sched_core_put(void)
422 {
423         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
424
425         /*
426          * "There can be only one"
427          *
428          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
429          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
430          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
431          */
432         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
433                 schedule_work(&_work);
434 }
435
436 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
437
438 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
439 static inline void
440 sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags) { }
441
442 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
443
444 /*
445  * Serialization rules:
446  *
447  * Lock order:
448  *
449  *   p->pi_lock
450  *     rq->lock
451  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
452  *
453  *  rq1->lock
454  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
455  *
456  * Regular state:
457  *
458  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
459  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
460  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
461  * to run next.
462  *
463  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
464  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
465  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
466  * ttwu_queue_wakelist() ]
467  *
468  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
469  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
470  *
471  * Special state:
472  *
473  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
474  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
475  * stable while holding either lock:
476  *
477  *  - sched_setaffinity()/
478  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
479  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
480  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
481  *                              p->se.load, p->rt_priority,
482  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
483  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
484  *  - sched_move_task()/
485  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
486  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
487  *
488  * p->state <- TASK_*:
489  *
490  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
491  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
492  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
493  *   concurrent self.
494  *
495  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
496  *
497  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
498  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
499  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
500  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
501  *
502  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
503  *
504  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
505  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
506  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
507  *
508  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
509  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
510  *
511  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
512  *
513  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
514  *
515  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
516  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
517  *
518  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
519  *
520  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
521  *
522  *  - for migration called under rq->lock:
523  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
524  *
525  *    o move_queued_task()
526  *    o detach_task()
527  *
528  *  - for migration called under double_rq_lock():
529  *
530  *    o __migrate_swap_task()
531  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
532  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
533  *    o dl_task_offline_migration()
534  *
535  */
536
537 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
538 {
539         raw_spinlock_t *lock;
540
541         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
542         preempt_disable();
543         if (sched_core_disabled()) {
544                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
545                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
546                 preempt_enable_no_resched();
547                 return;
548         }
549
550         for (;;) {
551                 lock = __rq_lockp(rq);
552                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
553                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
554                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
555                         preempt_enable_no_resched();
556                         return;
557                 }
558                 raw_spin_unlock(lock);
559         }
560 }
561
562 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
563 {
564         raw_spinlock_t *lock;
565         bool ret;
566
567         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
568         preempt_disable();
569         if (sched_core_disabled()) {
570                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
571                 preempt_enable();
572                 return ret;
573         }
574
575         for (;;) {
576                 lock = __rq_lockp(rq);
577                 ret = raw_spin_trylock(lock);
578                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
579                         preempt_enable();
580                         return ret;
581                 }
582                 raw_spin_unlock(lock);
583         }
584 }
585
586 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
587 {
588         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
589 }
590
591 #ifdef CONFIG_SMP
592 /*
593  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
594  */
595 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
596 {
597         lockdep_assert_irqs_disabled();
598
599         if (rq_order_less(rq2, rq1))
600                 swap(rq1, rq2);
601
602         raw_spin_rq_lock(rq1);
603         if (__rq_lockp(rq1) != __rq_lockp(rq2))
604                 raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
605
606         double_rq_clock_clear_update(rq1, rq2);
607 }
608 #endif
609
610 /*
611  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
612  */
613 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
614         __acquires(rq->lock)
615 {
616         struct rq *rq;
617
618         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
619
620         for (;;) {
621                 rq = task_rq(p);
622                 raw_spin_rq_lock(rq);
623                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
624                         rq_pin_lock(rq, rf);
625                         return rq;
626                 }
627                 raw_spin_rq_unlock(rq);
628
629                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
630                         cpu_relax();
631         }
632 }
633
634 /*
635  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
636  */
637 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
638         __acquires(p->pi_lock)
639         __acquires(rq->lock)
640 {
641         struct rq *rq;
642
643         for (;;) {
644                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
645                 rq = task_rq(p);
646                 raw_spin_rq_lock(rq);
647                 /*
648                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
649                  *
650                  *      ACQUIRE (rq->lock)
651                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
652                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
653                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
654                  *                                      [L] ->on_rq
655                  *      RELEASE (rq->lock)
656                  *
657                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
658                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
659                  *
660                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
661                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
662                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
663                  */
664                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
665                         rq_pin_lock(rq, rf);
666                         return rq;
667                 }
668                 raw_spin_rq_unlock(rq);
669                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
670
671                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
672                         cpu_relax();
673         }
674 }
675
676 /*
677  * RQ-clock updating methods:
678  */
679
680 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
681 {
682 /*
683  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
684  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
685  */
686         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
687
688 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
689         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
690
691         /*
692          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
693          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
694          * {soft,}irq region.
695          *
696          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
697          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
698          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
699          * monotonic.
700          *
701          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
702          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
703          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
704          * atomic ops.
705          */
706         if (irq_delta > delta)
707                 irq_delta = delta;
708
709         rq->prev_irq_time += irq_delta;
710         delta -= irq_delta;
711 #endif
712 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
713         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
714                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
715                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
716
717                 if (unlikely(steal > delta))
718                         steal = delta;
719
720                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
721                 delta -= steal;
722         }
723 #endif
724
725         rq->clock_task += delta;
726
727 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
728         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
729                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
730 #endif
731         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
732 }
733
734 void update_rq_clock(struct rq *rq)
735 {
736         s64 delta;
737
738         lockdep_assert_rq_held(rq);
739
740         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
741                 return;
742
743 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
744         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
745                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
746         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
747 #endif
748
749         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
750         if (delta < 0)
751                 return;
752         rq->clock += delta;
753         update_rq_clock_task(rq, delta);
754 }
755
756 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
757 /*
758  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
759  */
760
761 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
762 {
763         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
764                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
765 }
766
767 /*
768  * High-resolution timer tick.
769  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
770  */
771 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
772 {
773         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
774         struct rq_flags rf;
775
776         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
777
778         rq_lock(rq, &rf);
779         update_rq_clock(rq);
780         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
781         rq_unlock(rq, &rf);
782
783         return HRTIMER_NORESTART;
784 }
785
786 #ifdef CONFIG_SMP
787
788 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
789 {
790         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
791         ktime_t time = rq->hrtick_time;
792
793         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
794 }
795
796 /*
797  * called from hardirq (IPI) context
798  */
799 static void __hrtick_start(void *arg)
800 {
801         struct rq *rq = arg;
802         struct rq_flags rf;
803
804         rq_lock(rq, &rf);
805         __hrtick_restart(rq);
806         rq_unlock(rq, &rf);
807 }
808
809 /*
810  * Called to set the hrtick timer state.
811  *
812  * called with rq->lock held and irqs disabled
813  */
814 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
815 {
816         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
817         s64 delta;
818
819         /*
820          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
821          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
822          */
823         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
824         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
825
826         if (rq == this_rq())
827                 __hrtick_restart(rq);
828         else
829                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
830 }
831
832 #else
833 /*
834  * Called to set the hrtick timer state.
835  *
836  * called with rq->lock held and irqs disabled
837  */
838 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
839 {
840         /*
841          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
842          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
843          */
844         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
845         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
846                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
847 }
848
849 #endif /* CONFIG_SMP */
850
851 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
852 {
853 #ifdef CONFIG_SMP
854         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
855 #endif
856         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
857         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
858 }
859 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
860 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
861 {
862 }
863
864 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
865 {
866 }
867 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
868
869 /*
870  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
871  */
872 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
873         ({                                                              \
874                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
875                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
876                 typeof(*_ptr) _val = *_ptr;                             \
877                                                                         \
878                 do {                                                    \
879                 } while (!try_cmpxchg(_ptr, &_val, _val | _mask));      \
880         _val;                                                           \
881 })
882
883 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
884 /*
885  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
886  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
887  * spurious IPIs.
888  */
889 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
890 {
891         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
892         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
893 }
894
895 /*
896  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
897  *
898  * If this returns true, then the idle task promises to call
899  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
900  */
901 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
902 {
903         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
904         typeof(ti->flags) val = READ_ONCE(ti->flags);
905
906         for (;;) {
907                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
908                         return false;
909                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
910                         return true;
911                 if (try_cmpxchg(&ti->flags, &val, val | _TIF_NEED_RESCHED))
912                         break;
913         }
914         return true;
915 }
916
917 #else
918 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
919 {
920         set_tsk_need_resched(p);
921         return true;
922 }
923
924 #ifdef CONFIG_SMP
925 static inline bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
926 {
927         return false;
928 }
929 #endif
930 #endif
931
932 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
933 {
934         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
935
936         /*
937          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
938          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
939          * wakeup due to that.
940          *
941          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
942          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
943          */
944         smp_mb__before_atomic();
945         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
946                 return false;
947
948         /*
949          * The head is context local, there can be no concurrency.
950          */
951         *head->lastp = node;
952         head->lastp = &node->next;
953         return true;
954 }
955
956 /**
957  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
958  * @head: the wake_q_head to add @task to
959  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
960  *
961  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
962  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
963  * instantly.
964  *
965  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
966  * must be ready to be woken at this location.
967  */
968 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
969 {
970         if (__wake_q_add(head, task))
971                 get_task_struct(task);
972 }
973
974 /**
975  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
976  * @head: the wake_q_head to add @task to
977  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
978  *
979  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
980  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
981  * instantly.
982  *
983  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
984  * must be ready to be woken at this location.
985  *
986  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
987  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
988  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
989  * queued for wakeup.
990  */
991 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
992 {
993         if (!__wake_q_add(head, task))
994                 put_task_struct(task);
995 }
996
997 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
998 {
999         struct wake_q_node *node = head->first;
1000
1001         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
1002                 struct task_struct *task;
1003
1004                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
1005                 /* Task can safely be re-inserted now: */
1006                 node = node->next;
1007                 task->wake_q.next = NULL;
1008
1009                 /*
1010                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
1011                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
1012                  */
1013                 wake_up_process(task);
1014                 put_task_struct(task);
1015         }
1016 }
1017
1018 /*
1019  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
1020  *
1021  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1022  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1023  * the target CPU.
1024  */
1025 void resched_curr(struct rq *rq)
1026 {
1027         struct task_struct *curr = rq->curr;
1028         int cpu;
1029
1030         lockdep_assert_rq_held(rq);
1031
1032         if (test_tsk_need_resched(curr))
1033                 return;
1034
1035         cpu = cpu_of(rq);
1036
1037         if (cpu == smp_processor_id()) {
1038                 set_tsk_need_resched(curr);
1039                 set_preempt_need_resched();
1040                 return;
1041         }
1042
1043         if (set_nr_and_not_polling(curr))
1044                 smp_send_reschedule(cpu);
1045         else
1046                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1047 }
1048
1049 void resched_cpu(int cpu)
1050 {
1051         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1052         unsigned long flags;
1053
1054         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
1055         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
1056                 resched_curr(rq);
1057         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
1058 }
1059
1060 #ifdef CONFIG_SMP
1061 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1062 /*
1063  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1064  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1065  *
1066  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1067  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1068  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1069  */
1070 int get_nohz_timer_target(void)
1071 {
1072         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1073         struct sched_domain *sd;
1074         const struct cpumask *hk_mask;
1075
1076         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TIMER)) {
1077                 if (!idle_cpu(cpu))
1078                         return cpu;
1079                 default_cpu = cpu;
1080         }
1081
1082         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_TIMER);
1083
1084         rcu_read_lock();
1085         for_each_domain(cpu, sd) {
1086                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1087                         if (cpu == i)
1088                                 continue;
1089
1090                         if (!idle_cpu(i)) {
1091                                 cpu = i;
1092                                 goto unlock;
1093                         }
1094                 }
1095         }
1096
1097         if (default_cpu == -1)
1098                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_TYPE_TIMER);
1099         cpu = default_cpu;
1100 unlock:
1101         rcu_read_unlock();
1102         return cpu;
1103 }
1104
1105 /*
1106  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1107  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1108  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1109  * idle system the next event might even be infinite time into the
1110  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1111  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1112  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1113  * wheel for the next timer event.
1114  */
1115 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1116 {
1117         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1118
1119         if (cpu == smp_processor_id())
1120                 return;
1121
1122         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1123                 smp_send_reschedule(cpu);
1124         else
1125                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1126 }
1127
1128 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1129 {
1130         /*
1131          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1132          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1133          * If needed we can still optimize that later with an
1134          * empty IRQ.
1135          */
1136         if (cpu_is_offline(cpu))
1137                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1138         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1139                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1140                     tick_nohz_tick_stopped())
1141                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1142                 return true;
1143         }
1144
1145         return false;
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1150  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1151  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1152  */
1153 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1154 {
1155         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1156                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1157 }
1158
1159 static void nohz_csd_func(void *info)
1160 {
1161         struct rq *rq = info;
1162         int cpu = cpu_of(rq);
1163         unsigned int flags;
1164
1165         /*
1166          * Release the rq::nohz_csd.
1167          */
1168         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1169         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1170
1171         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1172         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1173                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1174                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1175         }
1176 }
1177
1178 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1179
1180 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1181 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1182 {
1183         int fifo_nr_running;
1184
1185         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1186         if (rq->dl.dl_nr_running)
1187                 return false;
1188
1189         /*
1190          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1191          * actual RR behaviour.
1192          */
1193         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1194                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1195                         return true;
1196                 else
1197                         return false;
1198         }
1199
1200         /*
1201          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1202          * forced preemption between FIFO tasks.
1203          */
1204         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1205         if (fifo_nr_running)
1206                 return true;
1207
1208         /*
1209          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1210          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1211          * preemption.
1212          */
1213         if (rq->nr_running > 1)
1214                 return false;
1215
1216         return true;
1217 }
1218 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1219 #endif /* CONFIG_SMP */
1220
1221 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1222                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1223 /*
1224  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1225  * node and @up when leaving it for the final time.
1226  *
1227  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1228  */
1229 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1230                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1231 {
1232         struct task_group *parent, *child;
1233         int ret;
1234
1235         parent = from;
1236
1237 down:
1238         ret = (*down)(parent, data);
1239         if (ret)
1240                 goto out;
1241         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1242                 parent = child;
1243                 goto down;
1244
1245 up:
1246                 continue;
1247         }
1248         ret = (*up)(parent, data);
1249         if (ret || parent == from)
1250                 goto out;
1251
1252         child = parent;
1253         parent = parent->parent;
1254         if (parent)
1255                 goto up;
1256 out:
1257         return ret;
1258 }
1259
1260 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1261 {
1262         return 0;
1263 }
1264 #endif
1265
1266 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1267 {
1268         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1269         struct load_weight *load = &p->se.load;
1270
1271         /*
1272          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1273          */
1274         if (task_has_idle_policy(p)) {
1275                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1276                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1277                 return;
1278         }
1279
1280         /*
1281          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1282          * weight
1283          */
1284         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1285                 reweight_task(p, prio);
1286         } else {
1287                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1288                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1289         }
1290 }
1291
1292 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1293 /*
1294  * Serializes updates of utilization clamp values
1295  *
1296  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1297  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1298  * support enqueue/dequeue operations.
1299  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1300  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1301  * updates or API abuses.
1302  */
1303 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1304
1305 /* Max allowed minimum utilization */
1306 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1307
1308 /* Max allowed maximum utilization */
1309 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1310
1311 /*
1312  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1313  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1314  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1315  *
1316  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1317  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1318  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1319  * battery life.
1320  *
1321  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1322  *
1323  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1324  * above.
1325  */
1326 static unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1327
1328 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1329 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1330
1331 /*
1332  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1333  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1334  * enqueue/dequeue_task().
1335  *
1336  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1337  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1338  *
1339  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1340  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1341  * functionality.
1342  *
1343  * The knobs that would enable this static key are:
1344  *
1345  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1346  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1347  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1348  */
1349 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1350
1351 /* Integer rounded range for each bucket */
1352 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1353
1354 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1355         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1356
1357 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1358 {
1359         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1360 }
1361
1362 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1363 {
1364         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1365                 return 0;
1366         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1367 }
1368
1369 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1370                                  unsigned int value, bool user_defined)
1371 {
1372         uc_se->value = value;
1373         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1374         uc_se->user_defined = user_defined;
1375 }
1376
1377 static inline unsigned int
1378 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1379                   unsigned int clamp_value)
1380 {
1381         /*
1382          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1383          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1384          * max-clamp.
1385          */
1386         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1387                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1388                 return clamp_value;
1389         }
1390
1391         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1392 }
1393
1394 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1395                                      unsigned int clamp_value)
1396 {
1397         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1398         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1399                 return;
1400
1401         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
1402 }
1403
1404 static inline
1405 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1406                                    unsigned int clamp_value)
1407 {
1408         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1409         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1410
1411         /*
1412          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1413          * top most bucket with tasks in.
1414          */
1415         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1416                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1417                         continue;
1418                 return bucket[bucket_id].value;
1419         }
1420
1421         /* No tasks -- default clamp values */
1422         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1423 }
1424
1425 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1426 {
1427         unsigned int default_util_min;
1428         struct uclamp_se *uc_se;
1429
1430         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1431
1432         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1433
1434         /* Only sync if user didn't override the default */
1435         if (uc_se->user_defined)
1436                 return;
1437
1438         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1439         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1440 }
1441
1442 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1443 {
1444         struct rq_flags rf;
1445         struct rq *rq;
1446
1447         if (!rt_task(p))
1448                 return;
1449
1450         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1451         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1452         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1453         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1454 }
1455
1456 static inline struct uclamp_se
1457 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1458 {
1459         /* Copy by value as we could modify it */
1460         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1461 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1462         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1463
1464         /*
1465          * Tasks in autogroups or root task group will be
1466          * restricted by system defaults.
1467          */
1468         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1469                 return uc_req;
1470         if (task_group(p) == &root_task_group)
1471                 return uc_req;
1472
1473         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1474         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1475         value = uc_req.value;
1476         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1477         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1478 #endif
1479
1480         return uc_req;
1481 }
1482
1483 /*
1484  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1485  * priority:
1486  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1487  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1488  *   group or in an autogroup
1489  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1490  */
1491 static inline struct uclamp_se
1492 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1493 {
1494         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1495         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1496
1497         /* System default restrictions always apply */
1498         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1499                 return uc_max;
1500
1501         return uc_req;
1502 }
1503
1504 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1505 {
1506         struct uclamp_se uc_eff;
1507
1508         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1509         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1510                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1511
1512         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1513
1514         return (unsigned long)uc_eff.value;
1515 }
1516
1517 /*
1518  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1519  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1520  * updates the rq's clamp value if required.
1521  *
1522  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1523  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1524  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1525  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1526  */
1527 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1528                                     enum uclamp_id clamp_id)
1529 {
1530         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1531         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1532         struct uclamp_bucket *bucket;
1533
1534         lockdep_assert_rq_held(rq);
1535
1536         /* Update task effective clamp */
1537         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1538
1539         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1540         bucket->tasks++;
1541         uc_se->active = true;
1542
1543         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1544
1545         /*
1546          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1547          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1548          */
1549         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1550                 bucket->value = uc_se->value;
1551
1552         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1553                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1558  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1559  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1560  *
1561  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1562  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1563  * enforce the expected state and warn.
1564  */
1565 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1566                                     enum uclamp_id clamp_id)
1567 {
1568         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1569         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1570         struct uclamp_bucket *bucket;
1571         unsigned int bkt_clamp;
1572         unsigned int rq_clamp;
1573
1574         lockdep_assert_rq_held(rq);
1575
1576         /*
1577          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1578          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1579          *
1580          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1581          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1582          * here.
1583          *
1584          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1585          * problem too
1586          *
1587          *      enqueue(taskA)
1588          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1589          *      enqueue(taskB)
1590          *      dequeue(taskA)
1591          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1592          *      dequeue(taskB)
1593          *
1594          * where we could end up with stale data in uc_se and
1595          * bucket[uc_se->bucket_id].
1596          *
1597          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1598          */
1599         if (unlikely(!uc_se->active))
1600                 return;
1601
1602         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1603
1604         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1605         if (likely(bucket->tasks))
1606                 bucket->tasks--;
1607
1608         uc_se->active = false;
1609
1610         /*
1611          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1612          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1613          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1614          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1615          */
1616         if (likely(bucket->tasks))
1617                 return;
1618
1619         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1620         /*
1621          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1622          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1623          */
1624         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1625         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1626                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1627                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1628         }
1629 }
1630
1631 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1632 {
1633         enum uclamp_id clamp_id;
1634
1635         /*
1636          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1637          *
1638          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1639          * sched_uclamp_used is disabled.
1640          */
1641         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1642                 return;
1643
1644         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1645                 return;
1646
1647         for_each_clamp_id(clamp_id)
1648                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1649
1650         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1651         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1652                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1653 }
1654
1655 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1656 {
1657         enum uclamp_id clamp_id;
1658
1659         /*
1660          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1661          *
1662          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1663          * sched_uclamp_used is disabled.
1664          */
1665         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1666                 return;
1667
1668         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1669                 return;
1670
1671         for_each_clamp_id(clamp_id)
1672                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1673 }
1674
1675 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1676                                       enum uclamp_id clamp_id)
1677 {
1678         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1679                 return;
1680
1681         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1682         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1683
1684         /*
1685          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1686          * active tasks on rq.
1687          */
1688         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1689                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1690 }
1691
1692 static inline void
1693 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1694 {
1695         enum uclamp_id clamp_id;
1696         struct rq_flags rf;
1697         struct rq *rq;
1698
1699         /*
1700          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1701          *
1702          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1703          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1704          * enqueues, dequeues and migration operations.
1705          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1706          */
1707         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1708
1709         /*
1710          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1711          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1712          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1713          * it will already see the updated clamp bucket value.
1714          */
1715         for_each_clamp_id(clamp_id)
1716                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1717
1718         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1719 }
1720
1721 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1722 static inline void
1723 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1724 {
1725         struct css_task_iter it;
1726         struct task_struct *p;
1727
1728         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1729         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1730                 uclamp_update_active(p);
1731         css_task_iter_end(&it);
1732 }
1733
1734 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1735 #endif
1736
1737 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1738 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1739 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1740 static void uclamp_update_root_tg(void)
1741 {
1742         struct task_group *tg = &root_task_group;
1743
1744         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1745                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1746         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1747                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1748
1749         rcu_read_lock();
1750         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1751         rcu_read_unlock();
1752 }
1753 #else
1754 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1755 #endif
1756
1757 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1758 {
1759         struct task_struct *g, *p;
1760
1761         /*
1762          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1763          *                                        uclamp_min_rt = X;
1764          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1765          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1766          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1767          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1768          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1769          *
1770          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1771          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1772          * task.
1773          */
1774         read_lock(&tasklist_lock);
1775         smp_mb__after_spinlock();
1776         read_unlock(&tasklist_lock);
1777
1778         rcu_read_lock();
1779         for_each_process_thread(g, p)
1780                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1781         rcu_read_unlock();
1782 }
1783
1784 static int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1785                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1786 {
1787         bool update_root_tg = false;
1788         int old_min, old_max, old_min_rt;
1789         int result;
1790
1791         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1792         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1793         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1794         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1795
1796         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1797         if (result)
1798                 goto undo;
1799         if (!write)
1800                 goto done;
1801
1802         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1803             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1804             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1805
1806                 result = -EINVAL;
1807                 goto undo;
1808         }
1809
1810         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1811                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1812                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1813                 update_root_tg = true;
1814         }
1815         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1816                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1817                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1818                 update_root_tg = true;
1819         }
1820
1821         if (update_root_tg) {
1822                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1823                 uclamp_update_root_tg();
1824         }
1825
1826         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1827                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1828                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1829         }
1830
1831         /*
1832          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1833          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1834          * task enqueue time.
1835          */
1836
1837         goto done;
1838
1839 undo:
1840         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1841         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1842         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1843 done:
1844         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1845
1846         return result;
1847 }
1848 #endif
1849 #endif
1850
1851 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1852                            const struct sched_attr *attr)
1853 {
1854         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1855         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1856
1857         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1858                 util_min = attr->sched_util_min;
1859
1860                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1861                         return -EINVAL;
1862         }
1863
1864         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1865                 util_max = attr->sched_util_max;
1866
1867                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1868                         return -EINVAL;
1869         }
1870
1871         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1872                 return -EINVAL;
1873
1874         /*
1875          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1876          *
1877          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1878          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1879          * scheduler locks.
1880          */
1881         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1882
1883         return 0;
1884 }
1885
1886 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1887                          enum uclamp_id clamp_id,
1888                          struct uclamp_se *uc_se)
1889 {
1890         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1891         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1892             !uc_se->user_defined)
1893                 return true;
1894
1895         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1896         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1897             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1898             attr->sched_util_min == -1) {
1899                 return true;
1900         }
1901
1902         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1903             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1904             attr->sched_util_max == -1) {
1905                 return true;
1906         }
1907
1908         return false;
1909 }
1910
1911 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1912                                   const struct sched_attr *attr)
1913 {
1914         enum uclamp_id clamp_id;
1915
1916         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1917                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1918                 unsigned int value;
1919
1920                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1921                         continue;
1922
1923                 /*
1924                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1925                  * at runtime.
1926                  */
1927                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1928                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1929                 else
1930                         value = uclamp_none(clamp_id);
1931
1932                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1933
1934         }
1935
1936         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1937                 return;
1938
1939         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1940             attr->sched_util_min != -1) {
1941                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1942                               attr->sched_util_min, true);
1943         }
1944
1945         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1946             attr->sched_util_max != -1) {
1947                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1948                               attr->sched_util_max, true);
1949         }
1950 }
1951
1952 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1953 {
1954         enum uclamp_id clamp_id;
1955
1956         /*
1957          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1958          * as the task is still at its early fork stages.
1959          */
1960         for_each_clamp_id(clamp_id)
1961                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1962
1963         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1964                 return;
1965
1966         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1967                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1968                               uclamp_none(clamp_id), false);
1969         }
1970 }
1971
1972 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1973 {
1974         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1975 }
1976
1977 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1978 {
1979         enum uclamp_id clamp_id;
1980         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1981
1982         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1983                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1984                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1985                 };
1986         }
1987
1988         rq->uclamp_flags = UCLAMP_FLAG_IDLE;
1989 }
1990
1991 static void __init init_uclamp(void)
1992 {
1993         struct uclamp_se uc_max = {};
1994         enum uclamp_id clamp_id;
1995         int cpu;
1996
1997         for_each_possible_cpu(cpu)
1998                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1999
2000         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2001                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
2002                               uclamp_none(clamp_id), false);
2003         }
2004
2005         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
2006         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
2007         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2008                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
2009 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
2010                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
2011                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
2012 #endif
2013         }
2014 }
2015
2016 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2017 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2018 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2019 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
2020                                   const struct sched_attr *attr)
2021 {
2022         return -EOPNOTSUPP;
2023 }
2024 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
2025                                   const struct sched_attr *attr) { }
2026 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
2027 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
2028 static inline void init_uclamp(void) { }
2029 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2030
2031 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
2032 {
2033         return task_on_rq_queued(p);
2034 }
2035
2036 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
2037 {
2038         unsigned long ip = 0;
2039         unsigned int state;
2040
2041         if (!p || p == current)
2042                 return 0;
2043
2044         /* Only get wchan if task is blocked and we can keep it that way. */
2045         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2046         state = READ_ONCE(p->__state);
2047         smp_rmb(); /* see try_to_wake_up() */
2048         if (state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq)
2049                 ip = __get_wchan(p);
2050         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2051
2052         return ip;
2053 }
2054
2055 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2056 {
2057         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
2058                 update_rq_clock(rq);
2059
2060         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
2061                 sched_info_enqueue(rq, p);
2062                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2063         }
2064
2065         uclamp_rq_inc(rq, p);
2066         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
2067
2068         if (sched_core_enabled(rq))
2069                 sched_core_enqueue(rq, p);
2070 }
2071
2072 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2073 {
2074         if (sched_core_enabled(rq))
2075                 sched_core_dequeue(rq, p, flags);
2076
2077         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
2078                 update_rq_clock(rq);
2079
2080         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
2081                 sched_info_dequeue(rq, p);
2082                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2083         }
2084
2085         uclamp_rq_dec(rq, p);
2086         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
2087 }
2088
2089 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2090 {
2091         enqueue_task(rq, p, flags);
2092
2093         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2094 }
2095
2096 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2097 {
2098         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
2099
2100         dequeue_task(rq, p, flags);
2101 }
2102
2103 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2104 {
2105         int prio;
2106
2107         if (dl_policy(policy))
2108                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2109         else if (rt_policy(policy))
2110                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2111         else
2112                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2113
2114         return prio;
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2119  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2120  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2121  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2122  * estimator recalculates.
2123  */
2124 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2125 {
2126         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2131  * taken into account by the scheduler. This value might
2132  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2133  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2134  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2135  */
2136 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2137 {
2138         p->normal_prio = normal_prio(p);
2139         /*
2140          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2141          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2142          * to the normal priority:
2143          */
2144         if (!rt_prio(p->prio))
2145                 return p->normal_prio;
2146         return p->prio;
2147 }
2148
2149 /**
2150  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2151  * @p: the task in question.
2152  *
2153  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2154  */
2155 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2156 {
2157         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2162  * use the balance_callback list if you want balancing.
2163  *
2164  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2165  * balance_callback().
2166  */
2167 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2168                                        const struct sched_class *prev_class,
2169                                        int oldprio)
2170 {
2171         if (prev_class != p->sched_class) {
2172                 if (prev_class->switched_from)
2173                         prev_class->switched_from(rq, p);
2174
2175                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2176         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2177                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2178 }
2179
2180 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2181 {
2182         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2183                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2184         else if (sched_class_above(p->sched_class, rq->curr->sched_class))
2185                 resched_curr(rq);
2186
2187         /*
2188          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2189          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2190          */
2191         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2192                 rq_clock_skip_update(rq);
2193 }
2194
2195 #ifdef CONFIG_SMP
2196
2197 static void
2198 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
2199
2200 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2201                                   const struct cpumask *new_mask,
2202                                   u32 flags);
2203
2204 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2205 {
2206         if (likely(!p->migration_disabled))
2207                 return;
2208
2209         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2210                 return;
2211
2212         /*
2213          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2214          */
2215         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
2216 }
2217
2218 void migrate_disable(void)
2219 {
2220         struct task_struct *p = current;
2221
2222         if (p->migration_disabled) {
2223                 p->migration_disabled++;
2224                 return;
2225         }
2226
2227         preempt_disable();
2228         this_rq()->nr_pinned++;
2229         p->migration_disabled = 1;
2230         preempt_enable();
2231 }
2232 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2233
2234 void migrate_enable(void)
2235 {
2236         struct task_struct *p = current;
2237
2238         if (p->migration_disabled > 1) {
2239                 p->migration_disabled--;
2240                 return;
2241         }
2242
2243         if (WARN_ON_ONCE(!p->migration_disabled))
2244                 return;
2245
2246         /*
2247          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2248          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2249          */
2250         preempt_disable();
2251         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2252                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
2253         /*
2254          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2255          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2256          * select_fallback_rq) get confused.
2257          */
2258         barrier();
2259         p->migration_disabled = 0;
2260         this_rq()->nr_pinned--;
2261         preempt_enable();
2262 }
2263 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2264
2265 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2266 {
2267         return rq->nr_pinned;
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2272  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2273  */
2274 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2275 {
2276         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2277         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2278                 return false;
2279
2280         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2281         if (is_migration_disabled(p))
2282                 return cpu_online(cpu);
2283
2284         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2285         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2286                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2287
2288         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2289         if (kthread_is_per_cpu(p))
2290                 return cpu_online(cpu);
2291
2292         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2293         if (cpu_dying(cpu))
2294                 return false;
2295
2296         /* But are allowed during online. */
2297         return cpu_online(cpu);
2298 }
2299
2300 /*
2301  * This is how migration works:
2302  *
2303  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2304  *    stop_one_cpu().
2305  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2306  *    off the CPU)
2307  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2308  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2309  *    it and puts it into the right queue.
2310  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2311  *    is done.
2312  */
2313
2314 /*
2315  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2316  *
2317  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2318  */
2319 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2320                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2321 {
2322         lockdep_assert_rq_held(rq);
2323
2324         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2325         set_task_cpu(p, new_cpu);
2326         rq_unlock(rq, rf);
2327
2328         rq = cpu_rq(new_cpu);
2329
2330         rq_lock(rq, rf);
2331         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
2332         activate_task(rq, p, 0);
2333         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2334
2335         return rq;
2336 }
2337
2338 struct migration_arg {
2339         struct task_struct              *task;
2340         int                             dest_cpu;
2341         struct set_affinity_pending     *pending;
2342 };
2343
2344 /*
2345  * @refs: number of wait_for_completion()
2346  * @stop_pending: is @stop_work in use
2347  */
2348 struct set_affinity_pending {
2349         refcount_t              refs;
2350         unsigned int            stop_pending;
2351         struct completion       done;
2352         struct cpu_stop_work    stop_work;
2353         struct migration_arg    arg;
2354 };
2355
2356 /*
2357  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2358  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2359  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2360  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2361  *
2362  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2363  * as the task is no longer on this CPU.
2364  */
2365 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2366                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2367 {
2368         /* Affinity changed (again). */
2369         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2370                 return rq;
2371
2372         update_rq_clock(rq);
2373         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2374
2375         return rq;
2376 }
2377
2378 /*
2379  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2380  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2381  * 'pushing' onto another runqueue.
2382  */
2383 static int migration_cpu_stop(void *data)
2384 {
2385         struct migration_arg *arg = data;
2386         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2387         struct task_struct *p = arg->task;
2388         struct rq *rq = this_rq();
2389         bool complete = false;
2390         struct rq_flags rf;
2391
2392         /*
2393          * The original target CPU might have gone down and we might
2394          * be on another CPU but it doesn't matter.
2395          */
2396         local_irq_save(rf.flags);
2397         /*
2398          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2399          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2400          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2401          */
2402         flush_smp_call_function_queue();
2403
2404         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2405         rq_lock(rq, &rf);
2406
2407         /*
2408          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2409          * p->migration_pending must have remained stable.
2410          */
2411         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2412
2413         /*
2414          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2415          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2416          * we're holding p->pi_lock.
2417          */
2418         if (task_rq(p) == rq) {
2419                 if (is_migration_disabled(p))
2420                         goto out;
2421
2422                 if (pending) {
2423                         p->migration_pending = NULL;
2424                         complete = true;
2425
2426                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2427                                 goto out;
2428                 }
2429
2430                 if (task_on_rq_queued(p))
2431                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2432                 else
2433                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2434
2435                 /*
2436                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2437                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2438                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2439                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2440                  */
2441
2442         } else if (pending) {
2443                 /*
2444                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2445                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2446                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2447                  *
2448                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2449                  * more likely.
2450                  */
2451
2452                 /*
2453                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2454                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2455                  * somewhere allowed, we're done.
2456                  */
2457                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2458                         p->migration_pending = NULL;
2459                         complete = true;
2460                         goto out;
2461                 }
2462
2463                 /*
2464                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2465                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2466                  * it.
2467                  */
2468                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2469                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2470                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2471                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2472                 return 0;
2473         }
2474 out:
2475         if (pending)
2476                 pending->stop_pending = false;
2477         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2478
2479         if (complete)
2480                 complete_all(&pending->done);
2481
2482         return 0;
2483 }
2484
2485 int push_cpu_stop(void *arg)
2486 {
2487         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2488         struct task_struct *p = arg;
2489
2490         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2491         raw_spin_rq_lock(rq);
2492
2493         if (task_rq(p) != rq)
2494                 goto out_unlock;
2495
2496         if (is_migration_disabled(p)) {
2497                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2498                 goto out_unlock;
2499         }
2500
2501         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2502
2503         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2504                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2505
2506         if (!lowest_rq)
2507                 goto out_unlock;
2508
2509         // XXX validate p is still the highest prio task
2510         if (task_rq(p) == rq) {
2511                 deactivate_task(rq, p, 0);
2512                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2513                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2514                 resched_curr(lowest_rq);
2515         }
2516
2517         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2518
2519 out_unlock:
2520         rq->push_busy = false;
2521         raw_spin_rq_unlock(rq);
2522         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2523
2524         put_task_struct(p);
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 /*
2529  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2530  * actually call this function.
2531  */
2532 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2533 {
2534         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2535                 p->cpus_ptr = new_mask;
2536                 return;
2537         }
2538
2539         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2540         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2541 }
2542
2543 static void
2544 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2545 {
2546         struct rq *rq = task_rq(p);
2547         bool queued, running;
2548
2549         /*
2550          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2551          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2552          * p->pi_lock.
2553          *
2554          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2555          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2556          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2557          * before finish_task().
2558          *
2559          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2560          */
2561         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2562                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2563         else
2564                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2565
2566         queued = task_on_rq_queued(p);
2567         running = task_current(rq, p);
2568
2569         if (queued) {
2570                 /*
2571                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2572                  * holding rq->lock.
2573                  */
2574                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2575                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2576         }
2577         if (running)
2578                 put_prev_task(rq, p);
2579
2580         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2581
2582         if (queued)
2583                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2584         if (running)
2585                 set_next_task(rq, p);
2586 }
2587
2588 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2589 {
2590         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2591 }
2592
2593 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2594                       int node)
2595 {
2596         if (!src->user_cpus_ptr)
2597                 return 0;
2598
2599         dst->user_cpus_ptr = kmalloc_node(cpumask_size(), GFP_KERNEL, node);
2600         if (!dst->user_cpus_ptr)
2601                 return -ENOMEM;
2602
2603         cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2604         return 0;
2605 }
2606
2607 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2608 {
2609         struct cpumask *user_mask = NULL;
2610
2611         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2612
2613         return user_mask;
2614 }
2615
2616 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2617 {
2618         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2619 }
2620
2621 /*
2622  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2623  *
2624  *
2625  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2626  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2627  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2628  *
2629  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2630  * Consider:
2631  *
2632  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2633  *
2634  *     P0@CPU0                  P1
2635  *
2636  *     migrate_disable();
2637  *     <preempted>
2638  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2639  *
2640  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2641  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2642  * This means we need the following scheme:
2643  *
2644  *     P0@CPU0                  P1
2645  *
2646  *     migrate_disable();
2647  *     <preempted>
2648  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2649  *                                <blocks>
2650  *     <resumes>
2651  *     migrate_enable();
2652  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2653  *       <wakes local stopper>
2654  *                         `--> <woken on migration completion>
2655  *
2656  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2657  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2658  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2659  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2660  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2661  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2662  * moment.
2663  *
2664  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2665  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2666  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2667  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2668  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2669  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2670  *
2671  *
2672  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2673  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2674  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2675  * Migrate-Disable. Consider:
2676  *
2677  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2678  *
2679  *     CPU0               P1                            P2
2680  *     <P0>
2681  *       migrate_disable();
2682  *       <preempted>
2683  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2684  *                          <blocks>
2685  *     <migration/0>
2686  *       migration_cpu_stop()
2687  *         is_migration_disabled()
2688  *           <bails>
2689  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2690  *                                                         <signal completion>
2691  *                          <awakes>
2692  *
2693  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2694  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2695  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2696  */
2697 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2698                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2699 {
2700         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2701         bool stop_pending, complete = false;
2702
2703         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2704         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2705                 struct task_struct *push_task = NULL;
2706
2707                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2708                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2709                         rq->push_busy = true;
2710                         push_task = get_task_struct(p);
2711                 }
2712
2713                 /*
2714                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2715                  * then complete now.
2716                  */
2717                 pending = p->migration_pending;
2718                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2719                         p->migration_pending = NULL;
2720                         complete = true;
2721                 }
2722
2723                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2724
2725                 if (push_task) {
2726                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2727                                             p, &rq->push_work);
2728                 }
2729
2730                 if (complete)
2731                         complete_all(&pending->done);
2732
2733                 return 0;
2734         }
2735
2736         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2737                 /* serialized by p->pi_lock */
2738                 if (!p->migration_pending) {
2739                         /* Install the request */
2740                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2741                         init_completion(&my_pending.done);
2742                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2743                                 .task = p,
2744                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2745                                 .pending = &my_pending,
2746                         };
2747
2748                         p->migration_pending = &my_pending;
2749                 } else {
2750                         pending = p->migration_pending;
2751                         refcount_inc(&pending->refs);
2752                         /*
2753                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2754                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2755                          * we risk a completion of the pending despite having a
2756                          * task on a disallowed CPU.
2757                          *
2758                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2759                          */
2760                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2761                 }
2762         }
2763         pending = p->migration_pending;
2764         /*
2765          * - !MIGRATE_ENABLE:
2766          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2767          *
2768          * - MIGRATE_ENABLE:
2769          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2770          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2771          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2772          *   pending completion.
2773          *
2774          * Either way, we really should have a @pending here.
2775          */
2776         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2777                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2778                 return -EINVAL;
2779         }
2780
2781         if (task_running(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2782                 /*
2783                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2784                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2785                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2786                  */
2787                 stop_pending = pending->stop_pending;
2788                 if (!stop_pending)
2789                         pending->stop_pending = true;
2790
2791                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2792                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2793
2794                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2795
2796                 if (!stop_pending) {
2797                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2798                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2799                 }
2800
2801                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2802                         return 0;
2803         } else {
2804
2805                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2806                         if (task_on_rq_queued(p))
2807                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2808
2809                         if (!pending->stop_pending) {
2810                                 p->migration_pending = NULL;
2811                                 complete = true;
2812                         }
2813                 }
2814                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2815
2816                 if (complete)
2817                         complete_all(&pending->done);
2818         }
2819
2820         wait_for_completion(&pending->done);
2821
2822         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2823                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2824
2825         /*
2826          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2827          * have seen the completion and decremented the refcount
2828          */
2829         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2830
2831         /* ARGH */
2832         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2833
2834         return 0;
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
2839  */
2840 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
2841                                          const struct cpumask *new_mask,
2842                                          u32 flags,
2843                                          struct rq *rq,
2844                                          struct rq_flags *rf)
2845         __releases(rq->lock)
2846         __releases(p->pi_lock)
2847 {
2848         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2849         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2850         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
2851         struct cpumask *user_mask = NULL;
2852         unsigned int dest_cpu;
2853         int ret = 0;
2854
2855         update_rq_clock(rq);
2856
2857         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
2858                 /*
2859                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2860                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2861                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2862                  *
2863                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2864                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2865                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2866                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2867                  */
2868                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2869         }
2870
2871         if (!kthread && !cpumask_subset(new_mask, cpu_allowed_mask)) {
2872                 ret = -EINVAL;
2873                 goto out;
2874         }
2875
2876         /*
2877          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2878          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2879          */
2880         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2881                 ret = -EINVAL;
2882                 goto out;
2883         }
2884
2885         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2886                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2887                         goto out;
2888
2889                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2890                                  is_migration_disabled(p) &&
2891                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2892                         ret = -EBUSY;
2893                         goto out;
2894                 }
2895         }
2896
2897         /*
2898          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2899          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2900          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2901          */
2902         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2903         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2904                 ret = -EINVAL;
2905                 goto out;
2906         }
2907
2908         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2909
2910         if (flags & SCA_USER)
2911                 user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
2912
2913         ret = affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, flags);
2914
2915         kfree(user_mask);
2916
2917         return ret;
2918
2919 out:
2920         task_rq_unlock(rq, p, rf);
2921
2922         return ret;
2923 }
2924
2925 /*
2926  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2927  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2928  * is removed from the allowed bitmask.
2929  *
2930  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2931  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2932  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2933  */
2934 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2935                                   const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2936 {
2937         struct rq_flags rf;
2938         struct rq *rq;
2939
2940         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2941         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, flags, rq, &rf);
2942 }
2943
2944 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2945 {
2946         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2947 }
2948 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2949
2950 /*
2951  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
2952  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask
2953  * and pointing @p->user_cpus_ptr to a copy of the old mask.
2954  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
2955  * -EINVAL.
2956  */
2957 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2958                                      struct cpumask *new_mask,
2959                                      const struct cpumask *subset_mask)
2960 {
2961         struct cpumask *user_mask = NULL;
2962         struct rq_flags rf;
2963         struct rq *rq;
2964         int err;
2965
2966         if (!p->user_cpus_ptr) {
2967                 user_mask = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
2968                 if (!user_mask)
2969                         return -ENOMEM;
2970         }
2971
2972         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2973
2974         /*
2975          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
2976          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
2977          * mask entirely.
2978          */
2979         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
2980                 err = -EPERM;
2981                 goto err_unlock;
2982         }
2983
2984         if (!cpumask_and(new_mask, &p->cpus_mask, subset_mask)) {
2985                 err = -EINVAL;
2986                 goto err_unlock;
2987         }
2988
2989         /*
2990          * We're about to butcher the task affinity, so keep track of what
2991          * the user asked for in case we're able to restore it later on.
2992          */
2993         if (user_mask) {
2994                 cpumask_copy(user_mask, p->cpus_ptr);
2995                 p->user_cpus_ptr = user_mask;
2996         }
2997
2998         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, 0, rq, &rf);
2999
3000 err_unlock:
3001         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3002         kfree(user_mask);
3003         return err;
3004 }
3005
3006 /*
3007  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
3008  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpu_ptr to a copy of the
3009  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
3010  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
3011  */
3012 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3013 {
3014         cpumask_var_t new_mask;
3015         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
3016
3017         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
3018
3019         /*
3020          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
3021          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
3022          * lock to ensure that the migration succeeds.
3023          */
3024         cpus_read_lock();
3025         if (!cpumask_available(new_mask))
3026                 goto out_set_mask;
3027
3028         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
3029                 goto out_free_mask;
3030
3031         /*
3032          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
3033          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
3034          */
3035         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
3036         override_mask = new_mask;
3037
3038 out_set_mask:
3039         if (printk_ratelimit()) {
3040                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
3041                                 task_pid_nr(p), p->comm,
3042                                 cpumask_pr_args(override_mask));
3043         }
3044
3045         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
3046 out_free_mask:
3047         cpus_read_unlock();
3048         free_cpumask_var(new_mask);
3049 }
3050
3051 static int
3052 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask);
3053
3054 /*
3055  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
3056  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr(). This will clear (and free)
3057  * @p->user_cpus_ptr.
3058  *
3059  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
3060  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
3061  */
3062 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3063 {
3064         struct cpumask *user_mask = p->user_cpus_ptr;
3065         unsigned long flags;
3066
3067         /*
3068          * Try to restore the old affinity mask. If this fails, then
3069          * we free the mask explicitly to avoid it being inherited across
3070          * a subsequent fork().
3071          */
3072         if (!user_mask || !__sched_setaffinity(p, user_mask))
3073                 return;
3074
3075         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3076         user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
3077         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3078
3079         kfree(user_mask);
3080 }
3081
3082 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
3083 {
3084 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3085         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
3086
3087         /*
3088          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
3089          * ttwu() will sort out the placement.
3090          */
3091         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
3092
3093         /*
3094          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
3095          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
3096          * time relying on p->on_rq.
3097          */
3098         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
3099                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
3100                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
3101
3102 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3103         /*
3104          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
3105          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
3106          *
3107          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3108          * see task_group().
3109          *
3110          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3111          * task_rq_lock().
3112          */
3113         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3114                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3115 #endif
3116         /*
3117          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3118          */
3119         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3120
3121         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3122 #endif
3123
3124         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3125
3126         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3127                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3128                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3129                 p->se.nr_migrations++;
3130                 rseq_migrate(p);
3131                 perf_event_task_migrate(p);
3132         }
3133
3134         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3135 }
3136
3137 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3138 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3139 {
3140         if (task_on_rq_queued(p)) {
3141                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3142                 struct rq_flags srf, drf;
3143
3144                 src_rq = task_rq(p);
3145                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3146
3147                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3148                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3149
3150                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3151                 set_task_cpu(p, cpu);
3152                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3153                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
3154
3155                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3156                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3157
3158         } else {
3159                 /*
3160                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3161                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3162                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3163                  */
3164                 p->wake_cpu = cpu;
3165         }
3166 }
3167
3168 struct migration_swap_arg {
3169         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3170         int src_cpu, dst_cpu;
3171 };
3172
3173 static int migrate_swap_stop(void *data)
3174 {
3175         struct migration_swap_arg *arg = data;
3176         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3177         int ret = -EAGAIN;
3178
3179         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3180                 return -EAGAIN;
3181
3182         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3183         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3184
3185         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
3186                         &arg->dst_task->pi_lock);
3187         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
3188
3189         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3190                 goto unlock;
3191
3192         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3193                 goto unlock;
3194
3195         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3196                 goto unlock;
3197
3198         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3199                 goto unlock;
3200
3201         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3202         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3203
3204         ret = 0;
3205
3206 unlock:
3207         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
3208         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
3209         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
3210
3211         return ret;
3212 }
3213
3214 /*
3215  * Cross migrate two tasks
3216  */
3217 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3218                 int target_cpu, int curr_cpu)
3219 {
3220         struct migration_swap_arg arg;
3221         int ret = -EINVAL;
3222
3223         arg = (struct migration_swap_arg){
3224                 .src_task = cur,
3225                 .src_cpu = curr_cpu,
3226                 .dst_task = p,
3227                 .dst_cpu = target_cpu,
3228         };
3229
3230         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3231                 goto out;
3232
3233         /*
3234          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3235          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3236          */
3237         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3238                 goto out;
3239
3240         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3241                 goto out;
3242
3243         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3244                 goto out;
3245
3246         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3247         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3248
3249 out:
3250         return ret;
3251 }
3252 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3253
3254 /*
3255  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
3256  *
3257  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
3258  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
3259  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
3260  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
3261  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
3262  * @p has remained unscheduled the whole time.
3263  *
3264  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
3265  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
3266  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
3267  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
3268  * waiting to become inactive.
3269  */
3270 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
3271 {
3272         int running, queued;
3273         struct rq_flags rf;
3274         unsigned long ncsw;
3275         struct rq *rq;
3276
3277         for (;;) {
3278                 /*
3279                  * We do the initial early heuristics without holding
3280                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
3281                  * the runqueue lock when things look like they will
3282                  * work out!
3283                  */
3284                 rq = task_rq(p);
3285
3286                 /*
3287                  * If the task is actively running on another CPU
3288                  * still, just relax and busy-wait without holding
3289                  * any locks.
3290                  *
3291                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
3292                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
3293                  * But we don't care, since "task_running()" will
3294                  * return false if the runqueue has changed and p
3295                  * is actually now running somewhere else!
3296                  */
3297                 while (task_running(rq, p)) {
3298                         if (match_state && unlikely(READ_ONCE(p->__state) != match_state))
3299                                 return 0;
3300                         cpu_relax();
3301                 }
3302
3303                 /*
3304                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3305                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3306                  * just go back and repeat.
3307                  */
3308                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3309                 trace_sched_wait_task(p);
3310                 running = task_running(rq, p);
3311                 queued = task_on_rq_queued(p);
3312                 ncsw = 0;
3313                 if (!match_state || READ_ONCE(p->__state) == match_state)
3314                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3315                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3316
3317                 /*
3318                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3319                  */
3320                 if (unlikely(!ncsw))
3321                         break;
3322
3323                 /*
3324                  * Was it really running after all now that we
3325                  * checked with the proper locks actually held?
3326                  *
3327                  * Oops. Go back and try again..
3328                  */
3329                 if (unlikely(running)) {
3330                         cpu_relax();
3331                         continue;
3332                 }
3333
3334                 /*
3335                  * It's not enough that it's not actively running,
3336                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3337                  * preempted!
3338                  *
3339                  * So if it was still runnable (but just not actively
3340                  * running right now), it's preempted, and we should
3341                  * yield - it could be a while.
3342                  */
3343                 if (unlikely(queued)) {
3344                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3345
3346                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3347                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
3348                         continue;
3349                 }
3350
3351                 /*
3352                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3353                  * runnable, which means that it will never become
3354                  * running in the future either. We're all done!
3355                  */
3356                 break;
3357         }
3358
3359         return ncsw;
3360 }
3361
3362 /***
3363  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3364  * @p: the to-be-kicked thread
3365  *
3366  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3367  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3368  *
3369  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3370  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3371  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3372  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3373  * achieved as well.
3374  */
3375 void kick_process(struct task_struct *p)
3376 {
3377         int cpu;
3378
3379         preempt_disable();
3380         cpu = task_cpu(p);
3381         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3382                 smp_send_reschedule(cpu);
3383         preempt_enable();
3384 }
3385 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3386
3387 /*
3388  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3389  *
3390  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3391  *
3392  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3393  *
3394  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3395  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3396  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3397  *    see it.
3398  *
3399  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3400  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3401  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3402  *    off.
3403  *
3404  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3405  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3406  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3407  * to satisfy the above rules.
3408  */
3409 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3410 {
3411         int nid = cpu_to_node(cpu);
3412         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3413         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3414         int dest_cpu;
3415
3416         /*
3417          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3418          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3419          * select the CPU on the other node.
3420          */
3421         if (nid != -1) {
3422                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3423
3424                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3425                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3426                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3427                                 return dest_cpu;
3428                 }
3429         }
3430
3431         for (;;) {
3432                 /* Any allowed, online CPU? */
3433                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3434                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3435                                 continue;
3436
3437                         goto out;
3438                 }
3439
3440                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3441                 switch (state) {
3442                 case cpuset:
3443                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3444                                 state = possible;
3445                                 break;
3446                         }
3447                         fallthrough;
3448                 case possible:
3449                         /*
3450                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3451                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3452                          *
3453                          * More yuck to audit.
3454                          */
3455                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3456                         state = fail;
3457                         break;
3458                 case fail:
3459                         BUG();
3460                         break;
3461                 }
3462         }
3463
3464 out:
3465         if (state != cpuset) {
3466                 /*
3467                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3468                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3469                  * leave kernel.
3470                  */
3471                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3472                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3473                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3474                 }
3475         }
3476
3477         return dest_cpu;
3478 }
3479
3480 /*
3481  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3482  */
3483 static inline
3484 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3485 {
3486         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3487
3488         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3489                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3490         else
3491                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3492
3493         /*
3494          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3495          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3496          * CPU.
3497          *
3498          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3499          *
3500          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3501          *   not worry about this generic constraint ]
3502          */
3503         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3504                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3505
3506         return cpu;
3507 }
3508
3509 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3510 {
3511         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3512         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3513         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3514
3515         if (stop) {
3516                 /*
3517                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3518                  * userspace knows about and won't get confused about.
3519                  *
3520                  * Also, it will make PI more or less work without too
3521                  * much confusion -- but then, stop work should not
3522                  * rely on PI working anyway.
3523                  */
3524                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3525
3526                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3527
3528                 /*
3529                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3530                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3531                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3532                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3533                  * around the current task.
3534                  *
3535                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3536                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3537                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3538                  * own class.
3539                  */
3540                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3541         }
3542
3543         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3544
3545         if (old_stop) {
3546                 /*
3547                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3548                  * it can die in pieces.
3549                  */
3550                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3551         }
3552 }
3553
3554 #else /* CONFIG_SMP */
3555
3556 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3557                                          const struct cpumask *new_mask,
3558                                          u32 flags)
3559 {
3560         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
3561 }
3562
3563 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3564
3565 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3566 {
3567         return false;
3568 }
3569
3570 #endif /* !CONFIG_SMP */
3571
3572 static void
3573 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3574 {
3575         struct rq *rq;
3576
3577         if (!schedstat_enabled())
3578                 return;
3579
3580         rq = this_rq();
3581
3582 #ifdef CONFIG_SMP
3583         if (cpu == rq->cpu) {
3584                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3585                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_local);
3586         } else {
3587                 struct sched_domain *sd;
3588
3589                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_remote);
3590                 rcu_read_lock();
3591                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3592                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3593                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3594                                 break;
3595                         }
3596                 }
3597                 rcu_read_unlock();
3598         }
3599
3600         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3601                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_migrate);
3602 #endif /* CONFIG_SMP */
3603
3604         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3605         __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups);
3606
3607         if (wake_flags & WF_SYNC)
3608                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_sync);
3609 }
3610
3611 /*
3612  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3613  */
3614 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3615                            struct rq_flags *rf)
3616 {
3617         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3618         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3619         trace_sched_wakeup(p);
3620
3621 #ifdef CONFIG_SMP
3622         if (p->sched_class->task_woken) {
3623                 /*
3624                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3625                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3626                  */
3627                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3628                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3629                 rq_repin_lock(rq, rf);
3630         }
3631
3632         if (rq->idle_stamp) {
3633                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3634                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3635
3636                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3637
3638                 if (rq->avg_idle > max)
3639                         rq->avg_idle = max;
3640
3641                 rq->wake_stamp = jiffies;
3642                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3643
3644                 rq->idle_stamp = 0;
3645         }
3646 #endif
3647 }
3648
3649 static void
3650 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3651                  struct rq_flags *rf)
3652 {
3653         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3654
3655         lockdep_assert_rq_held(rq);
3656
3657         if (p->sched_contributes_to_load)
3658                 rq->nr_uninterruptible--;
3659
3660 #ifdef CONFIG_SMP
3661         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3662                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3663         else
3664 #endif
3665         if (p->in_iowait) {
3666                 delayacct_blkio_end(p);
3667                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3668         }
3669
3670         activate_task(rq, p, en_flags);
3671         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3672 }
3673
3674 /*
3675  * Consider @p being inside a wait loop:
3676  *
3677  *   for (;;) {
3678  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3679  *
3680  *      if (CONDITION)
3681  *         break;
3682  *
3683  *      schedule();
3684  *   }
3685  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3686  *
3687  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3688  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3689  * an atomic manner.
3690  *
3691  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3692  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3693  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3694  * need to do a full wakeup with enqueue.
3695  *
3696  * Returns: %true when the wakeup is done,
3697  *          %false otherwise.
3698  */
3699 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3700 {
3701         struct rq_flags rf;
3702         struct rq *rq;
3703         int ret = 0;
3704
3705         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3706         if (task_on_rq_queued(p)) {
3707                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3708                 update_rq_clock(rq);
3709                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3710                 ret = 1;
3711         }
3712         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3713
3714         return ret;
3715 }
3716
3717 #ifdef CONFIG_SMP
3718 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3719 {
3720         struct llist_node *llist = arg;
3721         struct rq *rq = this_rq();
3722         struct task_struct *p, *t;
3723         struct rq_flags rf;
3724
3725         if (!llist)
3726                 return;
3727
3728         /*
3729          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3730          * Races such that false-negatives are possible, since they
3731          * are shorter lived that false-positives would be.
3732          */
3733         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3734
3735         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3736         update_rq_clock(rq);
3737
3738         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3739                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3740                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3741
3742                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3743                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3744
3745                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3746         }
3747
3748         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3749 }
3750
3751 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3752 {
3753         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3754
3755         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3756                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3757         else
3758                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3759 }
3760
3761 /*
3762  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3763  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3764  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3765  * of the wakeup instead of the waker.
3766  */
3767 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3768 {
3769         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3770
3771         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3772
3773         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3774         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3775 }
3776
3777 void wake_up_if_idle(int cpu)
3778 {
3779         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3780         struct rq_flags rf;
3781
3782         rcu_read_lock();
3783
3784         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3785                 goto out;
3786
3787         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3788         if (is_idle_task(rq->curr))
3789                 resched_curr(rq);
3790         /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3791         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3792
3793 out:
3794         rcu_read_unlock();
3795 }
3796
3797 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3798 {
3799         if (this_cpu == that_cpu)
3800                 return true;
3801
3802         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3803 }
3804
3805 static inline bool ttwu_queue_cond(struct task_struct *p, int cpu)
3806 {
3807         /*
3808          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3809          * in hotplug state.
3810          */
3811         if (!cpu_active(cpu))
3812                 return false;
3813
3814         /* Ensure the task will still be allowed to run on the CPU. */
3815         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
3816                 return false;
3817
3818         /*
3819          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3820          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3821          */
3822         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3823                 return true;
3824
3825         if (cpu == smp_processor_id())
3826                 return false;
3827
3828         /*
3829          * If the wakee cpu is idle, or the task is descheduling and the
3830          * only running task on the CPU, then use the wakelist to offload
3831          * the task activation to the idle (or soon-to-be-idle) CPU as
3832          * the current CPU is likely busy. nr_running is checked to
3833          * avoid unnecessary task stacking.
3834          *
3835          * Note that we can only get here with (wakee) p->on_rq=0,
3836          * p->on_cpu can be whatever, we've done the dequeue, so
3837          * the wakee has been accounted out of ->nr_running.
3838          */
3839         if (!cpu_rq(cpu)->nr_running)
3840                 return true;
3841
3842         return false;
3843 }
3844
3845 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3846 {
3847         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(p, cpu)) {
3848                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3849                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3850                 return true;
3851         }
3852
3853         return false;
3854 }
3855
3856 #else /* !CONFIG_SMP */
3857
3858 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3859 {
3860         return false;
3861 }
3862
3863 #endif /* CONFIG_SMP */
3864
3865 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3866 {
3867         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3868         struct rq_flags rf;
3869
3870         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3871                 return;
3872
3873         rq_lock(rq, &rf);
3874         update_rq_clock(rq);
3875         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3876         rq_unlock(rq, &rf);
3877 }
3878
3879 /*
3880  * Invoked from try_to_wake_up() to check whether the task can be woken up.
3881  *
3882  * The caller holds p::pi_lock if p != current or has preemption
3883  * disabled when p == current.
3884  *
3885  * The rules of PREEMPT_RT saved_state:
3886  *
3887  *   The related locking code always holds p::pi_lock when updating
3888  *   p::saved_state, which means the code is fully serialized in both cases.
3889  *
3890  *   The lock wait and lock wakeups happen via TASK_RTLOCK_WAIT. No other
3891  *   bits set. This allows to distinguish all wakeup scenarios.
3892  */
3893 static __always_inline
3894 bool ttwu_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state, int *success)
3895 {
3896         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)) {
3897                 WARN_ON_ONCE((state & TASK_RTLOCK_WAIT) &&
3898                              state != TASK_RTLOCK_WAIT);
3899         }
3900
3901         if (READ_ONCE(p->__state) & state) {
3902                 *success = 1;
3903                 return true;
3904         }
3905
3906 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
3907         /*
3908          * Saved state preserves the task state across blocking on
3909          * an RT lock.  If the state matches, set p::saved_state to
3910          * TASK_RUNNING, but do not wake the task because it waits
3911          * for a lock wakeup. Also indicate success because from
3912          * the regular waker's point of view this has succeeded.
3913          *
3914          * After acquiring the lock the task will restore p::__state
3915          * from p::saved_state which ensures that the regular
3916          * wakeup is not lost. The restore will also set
3917          * p::saved_state to TASK_RUNNING so any further tests will
3918          * not result in false positives vs. @success
3919          */
3920         if (p->saved_state & state) {
3921                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
3922                 *success = 1;
3923         }
3924 #endif
3925         return false;
3926 }
3927
3928 /*
3929  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3930  *
3931  *  MIGRATION
3932  *
3933  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3934  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3935  * execution on its new CPU [c1].
3936  *
3937  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3938  *
3939  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3940  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3941  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3942  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3943  *
3944  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3945  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3946  *
3947  * Example:
3948  *
3949  *   CPU0            CPU1            CPU2
3950  *
3951  *   LOCK rq(0)->lock
3952  *   sched-out X
3953  *   sched-in Y
3954  *   UNLOCK rq(0)->lock
3955  *
3956  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3957  *                                   dequeue X
3958  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3959  *
3960  *                                   LOCK rq(1)->lock
3961  *                                   enqueue X
3962  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3963  *
3964  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3965  *                   sched-out Z
3966  *                   sched-in X
3967  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3968  *
3969  *
3970  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3971  *
3972  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3973  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3974  * chain to provide order. Instead we do:
3975  *
3976  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3977  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3978  *
3979  * Example:
3980  *
3981  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3982  *
3983  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3984  *   dequeue X
3985  *   sched-out X
3986  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3987  *
3988  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3989  *                    X->state = WAKING
3990  *                    set_task_cpu(X,2)
3991  *
3992  *                    LOCK rq(2)->lock
3993  *                    enqueue X
3994  *                    X->state = RUNNING
3995  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3996  *
3997  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3998  *                                          sched-out Z
3999  *                                          sched-in X
4000  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
4001  *
4002  *                    UNLOCK X->pi_lock
4003  *   UNLOCK rq(0)->lock
4004  *
4005  *
4006  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
4007  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
4008  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
4009  */
4010
4011 /**
4012  * try_to_wake_up - wake up a thread
4013  * @p: the thread to be awakened
4014  * @state: the mask of task states that can be woken
4015  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
4016  *
4017  * Conceptually does:
4018  *
4019  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
4020  *
4021  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
4022  *
4023  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
4024  *
4025  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
4026  * with set_current_state().
4027  *
4028  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
4029  *
4030  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
4031  *  - p->sched_class
4032  *  - p->cpus_ptr
4033  *  - p->sched_task_group
4034  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
4035  *
4036  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
4037  * Takes rq->lock in:
4038  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
4039  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
4040  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
4041  *
4042  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
4043  * many memory barriers and their comments for details.
4044  *
4045  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
4046  *         %false otherwise.
4047  */
4048 static int
4049 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
4050 {
4051         unsigned long flags;
4052         int cpu, success = 0;
4053
4054         preempt_disable();
4055         if (p == current) {
4056                 /*
4057                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
4058                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
4059                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
4060                  * without taking any locks.
4061                  *
4062                  * In particular:
4063                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
4064                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
4065                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
4066                  */
4067                 if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4068                         goto out;
4069
4070                 trace_sched_waking(p);
4071                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4072                 trace_sched_wakeup(p);
4073                 goto out;
4074         }
4075
4076         /*
4077          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
4078          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
4079          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
4080          * in set_current_state() that the waiting thread does.
4081          */
4082         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4083         smp_mb__after_spinlock();
4084         if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4085                 goto unlock;
4086
4087         trace_sched_waking(p);
4088
4089         /*
4090          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
4091          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
4092          * in smp_cond_load_acquire() below.
4093          *
4094          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
4095          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
4096          *   UNLOCK rq->lock
4097          *
4098          * __schedule() (switch to task 'p')
4099          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4100          *   smp_mb__after_spinlock();
4101          *   UNLOCK rq->lock
4102          *
4103          * [task p]
4104          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
4105          *
4106          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4107          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4108          *
4109          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
4110          */
4111         smp_rmb();
4112         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
4113                 goto unlock;
4114
4115 #ifdef CONFIG_SMP
4116         /*
4117          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
4118          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
4119          *
4120          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
4121          * from the runqueue.
4122          *
4123          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
4124          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
4125          *   UNLOCK rq->lock
4126          *
4127          * __schedule() (put 'p' to sleep)
4128          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4129          *   smp_mb__after_spinlock();
4130          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
4131          *
4132          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4133          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4134          *
4135          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
4136          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
4137          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
4138          */
4139         smp_acquire__after_ctrl_dep();
4140
4141         /*
4142          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
4143          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
4144          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
4145          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
4146          */
4147         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
4148
4149         /*
4150          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4151          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
4152          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
4153          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
4154          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
4155          *
4156          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
4157          *
4158          * set_task_cpu(p, cpu);
4159          *   STORE p->cpu = @cpu
4160          * __schedule() (switch to task 'p')
4161          *   LOCK rq->lock
4162          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4163          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4164          *
4165          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4166          * scheduling.
4167          */
4168         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4169             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags))
4170                 goto unlock;
4171
4172         /*
4173          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4174          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4175          *
4176          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4177          *
4178          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4179          * their previous state and preserve Program Order.
4180          */
4181         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4182
4183         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4184         if (task_cpu(p) != cpu) {
4185                 if (p->in_iowait) {
4186                         delayacct_blkio_end(p);
4187                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4188                 }
4189
4190                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
4191                 psi_ttwu_dequeue(p);
4192                 set_task_cpu(p, cpu);
4193         }
4194 #else
4195         cpu = task_cpu(p);
4196 #endif /* CONFIG_SMP */
4197
4198         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4199 unlock:
4200         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4201 out:
4202         if (success)
4203                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4204         preempt_enable();
4205
4206         return success;
4207 }
4208
4209 /**
4210  * task_call_func - Invoke a function on task in fixed state
4211  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4212  * @func: Function to invoke.
4213  * @arg: Argument to function.
4214  *
4215  * Fix the task in it's current state by avoiding wakeups and or rq operations
4216  * and call @func(@arg) on it.  This function can use ->on_rq and task_curr()
4217  * to work out what the state is, if required.  Given that @func can be invoked
4218  * with a runqueue lock held, it had better be quite lightweight.
4219  *
4220  * Returns:
4221  *   Whatever @func returns
4222  */
4223 int task_call_func(struct task_struct *p, task_call_f func, void *arg)
4224 {
4225         struct rq *rq = NULL;
4226         unsigned int state;
4227         struct rq_flags rf;
4228         int ret;
4229
4230         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4231
4232         state = READ_ONCE(p->__state);
4233
4234         /*
4235          * Ensure we load p->on_rq after p->__state, otherwise it would be
4236          * possible to, falsely, observe p->on_rq == 0.
4237          *
4238          * See try_to_wake_up() for a longer comment.
4239          */
4240         smp_rmb();
4241
4242         /*
4243          * Since pi->lock blocks try_to_wake_up(), we don't need rq->lock when
4244          * the task is blocked. Make sure to check @state since ttwu() can drop
4245          * locks at the end, see ttwu_queue_wakelist().
4246          */
4247         if (state == TASK_RUNNING || state == TASK_WAKING || p->on_rq)
4248                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4249
4250         /*
4251          * At this point the task is pinned; either:
4252          *  - blocked and we're holding off wakeups      (pi->lock)
4253          *  - woken, and we're holding off enqueue       (rq->lock)
4254          *  - queued, and we're holding off schedule     (rq->lock)
4255          *  - running, and we're holding off de-schedule (rq->lock)
4256          *
4257          * The called function (@func) can use: task_curr(), p->on_rq and
4258          * p->__state to differentiate between these states.
4259          */
4260         ret = func(p, arg);
4261
4262         if (rq)
4263                 rq_unlock(rq, &rf);
4264
4265         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4266         return ret;
4267 }
4268
4269 /**
4270  * cpu_curr_snapshot - Return a snapshot of the currently running task
4271  * @cpu: The CPU on which to snapshot the task.
4272  *
4273  * Returns the task_struct pointer of the task "currently" running on
4274  * the specified CPU.  If the same task is running on that CPU throughout,
4275  * the return value will be a pointer to that task's task_struct structure.
4276  * If the CPU did any context switches even vaguely concurrently with the
4277  * execution of this function, the return value will be a pointer to the
4278  * task_struct structure of a randomly chosen task that was running on
4279  * that CPU somewhere around the time that this function was executing.
4280  *
4281  * If the specified CPU was offline, the return value is whatever it
4282  * is, perhaps a pointer to the task_struct structure of that CPU's idle
4283  * task, but there is no guarantee.  Callers wishing a useful return
4284  * value must take some action to ensure that the specified CPU remains
4285  * online throughout.
4286  *
4287  * This function executes full memory barriers before and after fetching
4288  * the pointer, which permits the caller to confine this function's fetch
4289  * with respect to the caller's accesses to other shared variables.
4290  */
4291 struct task_struct *cpu_curr_snapshot(int cpu)
4292 {
4293         struct task_struct *t;
4294
4295         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4296         t = rcu_dereference(cpu_curr(cpu));
4297         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4298         return t;
4299 }
4300
4301 /**
4302  * wake_up_process - Wake up a specific process
4303  * @p: The process to be woken up.
4304  *
4305  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4306  * processes.
4307  *
4308  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4309  *
4310  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4311  */
4312 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4313 {
4314         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4315 }
4316 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4317
4318 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4319 {
4320         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4321 }
4322
4323 /*
4324  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4325  * p is forked by current.
4326  *
4327  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4328  */
4329 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4330 {
4331         p->on_rq                        = 0;
4332
4333         p->se.on_rq                     = 0;
4334         p->se.exec_start                = 0;
4335         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4336         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4337         p->se.nr_migrations             = 0;
4338         p->se.vruntime                  = 0;
4339         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4340
4341 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4342         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4343 #endif
4344
4345 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4346         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4347         memset(&p->stats, 0, sizeof(p->stats));
4348 #endif
4349
4350         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4351         init_dl_task_timer(&p->dl);
4352         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4353         __dl_clear_params(p);
4354
4355         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4356         p->rt.timeout           = 0;
4357         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4358         p->rt.on_rq             = 0;
4359         p->rt.on_list           = 0;
4360
4361 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4362         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4363 #endif
4364
4365 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4366         p->capture_control = NULL;
4367 #endif
4368         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4369 #ifdef CONFIG_SMP
4370         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4371         p->migration_pending = NULL;
4372 #endif
4373 }
4374
4375 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4376
4377 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4378
4379 int sysctl_numa_balancing_mode;
4380
4381 static void __set_numabalancing_state(bool enabled)
4382 {
4383         if (enabled)
4384                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4385         else
4386                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4387 }
4388
4389 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4390 {
4391         if (enabled)
4392                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_NORMAL;
4393         else
4394                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_DISABLED;
4395         __set_numabalancing_state(enabled);
4396 }
4397
4398 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4399 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4400                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4401 {
4402         struct ctl_table t;
4403         int err;
4404         int state = sysctl_numa_balancing_mode;
4405
4406         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4407                 return -EPERM;
4408
4409         t = *table;
4410         t.data = &state;
4411         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4412         if (err < 0)
4413                 return err;
4414         if (write) {
4415                 sysctl_numa_balancing_mode = state;
4416                 __set_numabalancing_state(state);
4417         }
4418         return err;
4419 }
4420 #endif
4421 #endif
4422
4423 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4424
4425 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4426
4427 static void set_schedstats(bool enabled)
4428 {
4429         if (enabled)
4430                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4431         else
4432                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4433 }
4434
4435 void force_schedstat_enabled(void)
4436 {
4437         if (!schedstat_enabled()) {
4438                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4439                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4440         }
4441 }
4442
4443 static int __init setup_schedstats(char *str)
4444 {
4445         int ret = 0;
4446         if (!str)
4447                 goto out;
4448
4449         if (!strcmp(str, "enable")) {
4450                 set_schedstats(true);
4451                 ret = 1;
4452         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4453                 set_schedstats(false);
4454                 ret = 1;
4455         }
4456 out:
4457         if (!ret)
4458                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4459
4460         return ret;
4461 }
4462 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4463
4464 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4465 static int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4466                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4467 {
4468         struct ctl_table t;
4469         int err;
4470         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4471
4472         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4473                 return -EPERM;
4474
4475         t = *table;
4476         t.data = &state;
4477         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4478         if (err < 0)
4479                 return err;
4480         if (write)
4481                 set_schedstats(state);
4482         return err;
4483 }
4484 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4485 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4486
4487 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4488 static struct ctl_table sched_core_sysctls[] = {
4489 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4490         {
4491                 .procname       = "sched_schedstats",
4492                 .data           = NULL,
4493                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4494                 .mode           = 0644,
4495                 .proc_handler   = sysctl_schedstats,
4496                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4497                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
4498         },
4499 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4500 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4501         {
4502                 .procname       = "sched_util_clamp_min",
4503                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min,
4504                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4505                 .mode           = 0644,
4506                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4507         },
4508         {
4509                 .procname       = "sched_util_clamp_max",
4510                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_max,
4511                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4512                 .mode           = 0644,
4513                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4514         },
4515         {
4516                 .procname       = "sched_util_clamp_min_rt_default",
4517                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default,
4518                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4519                 .mode           = 0644,
4520                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4521         },
4522 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
4523         {}
4524 };
4525 static int __init sched_core_sysctl_init(void)
4526 {
4527         register_sysctl_init("kernel", sched_core_sysctls);
4528         return 0;
4529 }
4530 late_initcall(sched_core_sysctl_init);
4531 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
4532
4533 /*
4534  * fork()/clone()-time setup:
4535  */
4536 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4537 {
4538         __sched_fork(clone_flags, p);
4539         /*
4540          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4541          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4542          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4543          */
4544         p->__state = TASK_NEW;
4545
4546         /*
4547          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4548          */
4549         p->prio = current->normal_prio;
4550
4551         uclamp_fork(p);
4552
4553         /*
4554          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4555          */
4556         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4557                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4558                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4559                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4560                         p->rt_priority = 0;
4561                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4562                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4563
4564                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4565                 set_load_weight(p, false);
4566
4567                 /*
4568                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4569                  * fulfilled its duty:
4570                  */
4571                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4572         }
4573
4574         if (dl_prio(p->prio))
4575                 return -EAGAIN;
4576         else if (rt_prio(p->prio))
4577                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4578         else
4579                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4580
4581         init_entity_runnable_average(&p->se);
4582
4583
4584 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4585         if (likely(sched_info_on()))
4586                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4587 #endif
4588 #if defined(CONFIG_SMP)
4589         p->on_cpu = 0;
4590 #endif
4591         init_task_preempt_count(p);
4592 #ifdef CONFIG_SMP
4593         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4594         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4595 #endif
4596         return 0;
4597 }
4598
4599 void sched_cgroup_fork(struct task_struct *p, struct kernel_clone_args *kargs)
4600 {
4601         unsigned long flags;
4602
4603         /*
4604          * Because we're not yet on the pid-hash, p->pi_lock isn't strictly
4605          * required yet, but lockdep gets upset if rules are violated.
4606          */
4607         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4608 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
4609         if (1) {
4610                 struct task_group *tg;
4611                 tg = container_of(kargs->cset->subsys[cpu_cgrp_id],
4612                                   struct task_group, css);
4613                 tg = autogroup_task_group(p, tg);
4614                 p->sched_task_group = tg;
4615         }
4616 #endif
4617         rseq_migrate(p);
4618         /*
4619          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4620          * so use __set_task_cpu().
4621          */
4622         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4623         if (p->sched_class->task_fork)
4624                 p->sched_class->task_fork(p);
4625         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4626 }
4627
4628 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4629 {
4630         uclamp_post_fork(p);
4631 }
4632
4633 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4634 {
4635         if (runtime == RUNTIME_INF)
4636                 return BW_UNIT;
4637
4638         /*
4639          * Doing this here saves a lot of checks in all
4640          * the calling paths, and returning zero seems
4641          * safe for them anyway.
4642          */
4643         if (period == 0)
4644                 return 0;
4645
4646         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4647 }
4648
4649 /*
4650  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4651  *
4652  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4653  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4654  * on the runqueue and wakes it.
4655  */
4656 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4657 {
4658         struct rq_flags rf;
4659         struct rq *rq;
4660
4661         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4662         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4663 #ifdef CONFIG_SMP
4664         /*
4665          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4666          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4667          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4668          *
4669          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4670          * as we're not fully set-up yet.
4671          */
4672         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4673         rseq_migrate(p);
4674         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4675 #endif
4676         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4677         update_rq_clock(rq);
4678         post_init_entity_util_avg(p);
4679
4680         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4681         trace_sched_wakeup_new(p);
4682         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4683 #ifdef CONFIG_SMP
4684         if (p->sched_class->task_woken) {
4685                 /*
4686                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4687                  * drop it.
4688                  */
4689                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4690                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4691                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4692         }
4693 #endif
4694         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4695 }
4696
4697 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4698
4699 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4700
4701 void preempt_notifier_inc(void)
4702 {
4703         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4704 }
4705 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4706
4707 void preempt_notifier_dec(void)
4708 {
4709         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4710 }
4711 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4712
4713 /**
4714  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4715  * @notifier: notifier struct to register
4716  */
4717 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4718 {
4719         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4720                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4721
4722         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4723 }
4724 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4725
4726 /**
4727  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4728  * @notifier: notifier struct to unregister
4729  *
4730  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4731  */
4732 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4733 {
4734         hlist_del(&notifier->link);
4735 }
4736 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4737
4738 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4739 {
4740         struct preempt_notifier *notifier;
4741
4742         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4743                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4744 }
4745
4746 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4747 {
4748         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4749                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4750 }
4751
4752 static void
4753 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4754                                    struct task_struct *next)
4755 {
4756         struct preempt_notifier *notifier;
4757
4758         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4759                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4760 }
4761
4762 static __always_inline void
4763 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4764                                  struct task_struct *next)
4765 {
4766         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4767                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4768 }
4769
4770 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4771
4772 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4773 {
4774 }
4775
4776 static inline void
4777 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4778                                  struct task_struct *next)
4779 {
4780 }
4781
4782 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4783
4784 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4785 {
4786 #ifdef CONFIG_SMP
4787         /*
4788          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4789          * such that any running task will have this set.
4790          *
4791          * See the smp_load_acquire(&p->on_cpu) case in ttwu() and
4792          * its ordering comment.
4793          */
4794         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4795 #endif
4796 }
4797
4798 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4799 {
4800 #ifdef CONFIG_SMP
4801         /*
4802          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4803          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4804          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4805          * finished.
4806          *
4807          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4808          * happen before this.
4809          *
4810          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4811          */
4812         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4813 #endif
4814 }
4815
4816 #ifdef CONFIG_SMP
4817
4818 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4819 {
4820         void (*func)(struct rq *rq);
4821         struct callback_head *next;
4822
4823         lockdep_assert_rq_held(rq);
4824
4825         while (head) {
4826                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4827                 next = head->next;
4828                 head->next = NULL;
4829                 head = next;
4830
4831                 func(rq);
4832         }
4833 }
4834
4835 static void balance_push(struct rq *rq);
4836
4837 /*
4838  * balance_push_callback is a right abuse of the callback interface and plays
4839  * by significantly different rules.
4840  *
4841  * Where the normal balance_callback's purpose is to be ran in the same context
4842  * that queued it (only later, when it's safe to drop rq->lock again),
4843  * balance_push_callback is specifically targeted at __schedule().
4844  *
4845  * This abuse is tolerated because it places all the unlikely/odd cases behind
4846  * a single test, namely: rq->balance_callback == NULL.
4847  */
4848 struct callback_head balance_push_callback = {
4849         .next = NULL,
4850         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4851 };
4852
4853 static inline struct callback_head *
4854 __splice_balance_callbacks(struct rq *rq, bool split)
4855 {
4856         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4857
4858         if (likely(!head))
4859                 return NULL;
4860
4861         lockdep_assert_rq_held(rq);
4862         /*
4863          * Must not take balance_push_callback off the list when
4864          * splice_balance_callbacks() and balance_callbacks() are not
4865          * in the same rq->lock section.
4866          *
4867          * In that case it would be possible for __schedule() to interleave
4868          * and observe the list empty.
4869          */
4870         if (split && head == &balance_push_callback)
4871                 head = NULL;
4872         else
4873                 rq->balance_callback = NULL;
4874
4875         return head;
4876 }
4877
4878 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4879 {
4880         return __splice_balance_callbacks(rq, true);
4881 }
4882
4883 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4884 {
4885         do_balance_callbacks(rq, __splice_balance_callbacks(rq, false));
4886 }
4887
4888 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4889 {
4890         unsigned long flags;
4891
4892         if (unlikely(head)) {
4893                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4894                 do_balance_callbacks(rq, head);
4895                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4896         }
4897 }
4898
4899 #else
4900
4901 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4902 {
4903 }
4904
4905 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4906 {
4907         return NULL;
4908 }
4909
4910 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4911 {
4912 }
4913
4914 #endif
4915
4916 static inline void
4917 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4918 {
4919         /*
4920          * Since the runqueue lock will be released by the next
4921          * task (which is an invalid locking op but in the case
4922          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4923          * do an early lockdep release here:
4924          */
4925         rq_unpin_lock(rq, rf);
4926         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4927 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4928         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4929         rq_lockp(rq)->owner = next;
4930 #endif
4931 }
4932
4933 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4934 {
4935         /*
4936          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4937          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4938          * prev into current:
4939          */
4940         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4941         __balance_callbacks(rq);
4942         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
4943 }
4944
4945 /*
4946  * NOP if the arch has not defined these:
4947  */
4948
4949 #ifndef prepare_arch_switch
4950 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4951 #endif
4952
4953 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4954 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4955 #endif
4956
4957 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4958 {
4959 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4960         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4961                 __kmap_local_sched_out();
4962 #endif
4963 }
4964
4965 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4966 {
4967 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4968         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4969                 __kmap_local_sched_in();
4970 #endif
4971 }
4972
4973 /**
4974  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4975  * @rq: the runqueue preparing to switch
4976  * @prev: the current task that is being switched out
4977  * @next: the task we are going to switch to.
4978  *
4979  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4980  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4981  * switch.
4982  *
4983  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4984  * hooks.
4985  */
4986 static inline void
4987 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4988                     struct task_struct *next)
4989 {
4990         kcov_prepare_switch(prev);
4991         sched_info_switch(rq, prev, next);
4992         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4993         rseq_preempt(prev);
4994         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4995         kmap_local_sched_out();
4996         prepare_task(next);
4997         prepare_arch_switch(next);
4998 }
4999
5000 /**
5001  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
5002  * @prev: the thread we just switched away from.
5003  *
5004  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
5005  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
5006  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
5007  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
5008  *
5009  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
5010  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
5011  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
5012  * details.)
5013  *
5014  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
5015  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
5016  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
5017  * because prev may have moved to another CPU.
5018  */
5019 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
5020         __releases(rq->lock)
5021 {
5022         struct rq *rq = this_rq();
5023         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
5024         unsigned int prev_state;
5025
5026         /*
5027          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
5028          * because it left us after:
5029          *
5030          *      schedule()
5031          *        preempt_disable();                    // 1
5032          *        __schedule()
5033          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
5034          *
5035          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
5036          */
5037         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
5038                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
5039                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
5040                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
5041
5042         rq->prev_mm = NULL;
5043
5044         /*
5045          * A task struct has one reference for the use as "current".
5046          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
5047          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
5048          * the scheduled task must drop that reference.
5049          *
5050          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
5051          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
5052          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
5053          * transition, resulting in a double drop.
5054          */
5055         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
5056         vtime_task_switch(prev);
5057         perf_event_task_sched_in(prev, current);
5058         finish_task(prev);
5059         tick_nohz_task_switch();
5060         finish_lock_switch(rq);
5061         finish_arch_post_lock_switch();
5062         kcov_finish_switch(current);
5063         /*
5064          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
5065          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
5066          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
5067          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
5068          * disabled either.
5069          */
5070         kmap_local_sched_in();
5071
5072         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
5073         /*
5074          * When switching through a kernel thread, the loop in
5075          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
5076          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
5077          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
5078          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
5079          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
5080          *
5081          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
5082          *   provided by mmdrop(),
5083          * - a sync_core for SYNC_CORE.
5084          */
5085         if (mm) {
5086                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
5087                 mmdrop_sched(mm);
5088         }
5089         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
5090                 if (prev->sched_class->task_dead)
5091                         prev->sched_class->task_dead(prev);
5092
5093                 /* Task is done with its stack. */
5094                 put_task_stack(prev);
5095
5096                 put_task_struct_rcu_user(prev);
5097         }
5098
5099         return rq;
5100 }
5101
5102 /**
5103  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
5104  * @prev: the thread we just switched away from.
5105  */
5106 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
5107         __releases(rq->lock)
5108 {
5109         /*
5110          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
5111          * finish_task_switch() for details.
5112          *
5113          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
5114          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
5115          * PREEMPT_COUNT kernels).
5116          */
5117
5118         finish_task_switch(prev);
5119         preempt_enable();
5120
5121         if (current->set_child_tid)
5122                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
5123
5124         calculate_sigpending();
5125 }
5126
5127 /*
5128  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
5129  */
5130 static __always_inline struct rq *
5131 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5132                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5133 {
5134         prepare_task_switch(rq, prev, next);
5135
5136         /*
5137          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
5138          * combine the page table reload and the switch backend into
5139          * one hypercall.
5140          */
5141         arch_start_context_switch(prev);
5142
5143         /*
5144          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
5145          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
5146          *
5147          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
5148          *   user ->   user   switch
5149          */
5150         if (!next->mm) {                                // to kernel
5151                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
5152
5153                 next->active_mm = prev->active_mm;
5154                 if (prev->mm)                           // from user
5155                         mmgrab(prev->active_mm);
5156                 else
5157                         prev->active_mm = NULL;
5158         } else {                                        // to user
5159                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
5160                 /*
5161                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
5162                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
5163                  *
5164                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
5165                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
5166                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
5167                  */
5168                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
5169
5170                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
5171                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
5172                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
5173                         prev->active_mm = NULL;
5174                 }
5175         }
5176
5177         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5178
5179         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
5180
5181         /* Here we just switch the register state and the stack. */
5182         switch_to(prev, next, prev);
5183         barrier();
5184
5185         return finish_task_switch(prev);
5186 }
5187
5188 /*
5189  * nr_running and nr_context_switches:
5190  *
5191  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
5192  * threads, total number of context switches performed since bootup.
5193  */
5194 unsigned int nr_running(void)
5195 {
5196         unsigned int i, sum = 0;
5197
5198         for_each_online_cpu(i)
5199                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
5200
5201         return sum;
5202 }
5203
5204 /*
5205  * Check if only the current task is running on the CPU.
5206  *
5207  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
5208  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
5209  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
5210  *
5211  * - from a non-preemptible section (of course)
5212  *
5213  * - from a thread that is bound to a single CPU
5214  *
5215  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
5216  */
5217 bool single_task_running(void)
5218 {
5219         return raw_rq()->nr_running == 1;
5220 }
5221 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
5222
5223 unsigned long long nr_context_switches(void)
5224 {
5225         int i;
5226         unsigned long long sum = 0;
5227
5228         for_each_possible_cpu(i)
5229                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
5230
5231         return sum;
5232 }
5233
5234 /*
5235  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
5236  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
5237  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
5238  * it does become runnable.
5239  */
5240
5241 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
5242 {
5243         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
5244 }
5245
5246 /*
5247  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
5248  *
5249  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
5250  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
5251  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
5252  *
5253  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
5254  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
5255  * running and we'd not be idle.
5256  *
5257  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
5258  * is broken.
5259  *
5260  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
5261  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
5262  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
5263  * utilising both CPUs.
5264  *
5265  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
5266  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
5267  *
5268  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
5269  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
5270  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
5271  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
5272  *
5273  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
5274  */
5275
5276 unsigned int nr_iowait(void)
5277 {
5278         unsigned int i, sum = 0;
5279
5280         for_each_possible_cpu(i)
5281                 sum += nr_iowait_cpu(i);
5282
5283         return sum;
5284 }
5285
5286 #ifdef CONFIG_SMP
5287
5288 /*
5289  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
5290  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
5291  */
5292 void sched_exec(void)
5293 {
5294         struct task_struct *p = current;
5295         unsigned long flags;
5296         int dest_cpu;
5297
5298         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5299         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
5300         if (dest_cpu == smp_processor_id())
5301                 goto unlock;
5302
5303         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
5304                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5305
5306                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5307                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5308                 return;
5309         }
5310 unlock:
5311         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5312 }
5313
5314 #endif
5315
5316 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5317 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5318
5319 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5320 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5321
5322 /*
5323  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5324  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5325  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5326  * Prefetching this data results in improved performance.
5327  */
5328 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5329 {
5330 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5331         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5332 #else
5333         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5334 #endif
5335         prefetch(curr);
5336         prefetch(&curr->exec_start);
5337 }
5338
5339 /*
5340  * Return accounted runtime for the task.
5341  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5342  * pending runtime that have not been accounted yet.
5343  */
5344 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5345 {
5346         struct rq_flags rf;
5347         struct rq *rq;
5348         u64 ns;
5349
5350 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5351         /*
5352          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5353          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5354          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5355          *
5356          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5357          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5358          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5359          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5360          * been accounted, so we're correct here as well.
5361          */
5362         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5363                 return p->se.sum_exec_runtime;
5364 #endif
5365
5366         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5367         /*
5368          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5369          * project cycles that may never be accounted to this
5370          * thread, breaking clock_gettime().
5371          */
5372         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5373                 prefetch_curr_exec_start(p);
5374                 update_rq_clock(rq);
5375                 p->sched_class->update_curr(rq);
5376         }
5377         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5378         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5379
5380         return ns;
5381 }
5382
5383 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5384 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5385 {
5386         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5387         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5388         static bool warned_once;
5389
5390         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5391                 return 0;
5392
5393         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5394                 return 0;
5395
5396         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5397                 return 0;
5398
5399         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5400                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5401                 rq->ticks_without_resched = 0;
5402                 return 0;
5403         }
5404
5405         rq->ticks_without_resched++;
5406         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5407         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5408                 return 0;
5409
5410         warned_once = true;
5411
5412         return resched_latency;
5413 }
5414
5415 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5416 {
5417         long val;
5418
5419         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5420                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5421                 return 1;
5422         }
5423
5424         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5425         return 1;
5426 }
5427 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5428 #else
5429 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5430 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5431
5432 /*
5433  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5434  * We call it with interrupts disabled.
5435  */
5436 void scheduler_tick(void)
5437 {
5438         int cpu = smp_processor_id();
5439         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5440         struct task_struct *curr = rq->curr;
5441         struct rq_flags rf;
5442         unsigned long thermal_pressure;
5443         u64 resched_latency;
5444
5445         arch_scale_freq_tick();
5446         sched_clock_tick();
5447
5448         rq_lock(rq, &rf);
5449
5450         update_rq_clock(rq);
5451         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5452         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5453         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5454         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5455                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5456         calc_global_load_tick(rq);
5457         sched_core_tick(rq);
5458
5459         rq_unlock(rq, &rf);
5460
5461         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5462                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5463
5464         perf_event_task_tick();
5465
5466 #ifdef CONFIG_SMP
5467         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5468         trigger_load_balance(rq);
5469 #endif
5470 }
5471
5472 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5473
5474 struct tick_work {
5475         int                     cpu;
5476         atomic_t                state;
5477         struct delayed_work     work;
5478 };
5479 /* Values for ->state, see diagram below. */
5480 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5481 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5482 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5483
5484 /*
5485  * State diagram for ->state:
5486  *
5487  *
5488  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5489  *                    |   ^
5490  *                    |   |
5491  *                    |   | sched_tick_remote()
5492  *                    |   |
5493  *                    |   |
5494  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5495  *                    |   ^
5496  *                    |   |
5497  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5498  *                    |   |
5499  *                    V   |
5500  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5501  *
5502  *
5503  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5504  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5505  */
5506
5507 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5508
5509 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5510 {
5511         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5512         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5513         int cpu = twork->cpu;
5514         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5515         struct task_struct *curr;
5516         struct rq_flags rf;
5517         u64 delta;
5518         int os;
5519
5520         /*
5521          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5522          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5523          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5524          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5525          * of when exactly it is running.
5526          */
5527         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5528                 goto out_requeue;
5529
5530         rq_lock_irq(rq, &rf);
5531         curr = rq->curr;
5532         if (cpu_is_offline(cpu))
5533                 goto out_unlock;
5534
5535         update_rq_clock(rq);
5536
5537         if (!is_idle_task(curr)) {
5538                 /*
5539                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5540                  * amount of time.
5541                  */
5542                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5543                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5544         }
5545         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5546
5547         calc_load_nohz_remote(rq);
5548 out_unlock:
5549         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5550 out_requeue:
5551
5552         /*
5553          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5554          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5555          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5556          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5557          */
5558         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5559         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5560         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5561                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5562 }
5563
5564 static void sched_tick_start(int cpu)
5565 {
5566         int os;
5567         struct tick_work *twork;
5568
5569         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5570                 return;
5571
5572         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5573
5574         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5575         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5576         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5577         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5578                 twork->cpu = cpu;
5579                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5580                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5581         }
5582 }
5583
5584 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5585 static void sched_tick_stop(int cpu)
5586 {
5587         struct tick_work *twork;
5588         int os;
5589
5590         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5591                 return;
5592
5593         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5594
5595         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5596         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5597         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5598         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5599         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5600 }
5601 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5602
5603 int __init sched_tick_offload_init(void)
5604 {
5605         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5606         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5607         return 0;
5608 }
5609
5610 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5611 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5612 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5613 #endif
5614
5615 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5616                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5617 /*
5618  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5619  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5620  */
5621 static inline void preempt_latency_start(int val)
5622 {
5623         if (preempt_count() == val) {
5624                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5625 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5626                 current->preempt_disable_ip = ip;
5627 #endif
5628                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5629         }
5630 }
5631
5632 void preempt_count_add(int val)
5633 {
5634 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5635         /*
5636          * Underflow?
5637          */
5638         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5639                 return;
5640 #endif
5641         __preempt_count_add(val);
5642 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5643         /*
5644          * Spinlock count overflowing soon?
5645          */
5646         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5647                                 PREEMPT_MASK - 10);
5648 #endif
5649         preempt_latency_start(val);
5650 }
5651 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5652 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5653
5654 /*
5655  * If the value passed in equals to the current preempt count
5656  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5657  */
5658 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5659 {
5660         if (preempt_count() == val)
5661                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5662 }
5663
5664 void preempt_count_sub(int val)
5665 {
5666 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5667         /*
5668          * Underflow?
5669          */
5670         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5671                 return;
5672         /*
5673          * Is the spinlock portion underflowing?
5674          */
5675         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5676                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5677                 return;
5678 #endif
5679
5680         preempt_latency_stop(val);
5681         __preempt_count_sub(val);
5682 }
5683 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5684 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5685
5686 #else
5687 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5688 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5689 #endif
5690
5691 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5692 {
5693 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5694         return p->preempt_disable_ip;
5695 #else
5696         return 0;
5697 #endif
5698 }
5699
5700 /*
5701  * Print scheduling while atomic bug:
5702  */
5703 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5704 {
5705         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5706         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5707
5708         if (oops_in_progress)
5709                 return;
5710
5711         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5712                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5713
5714         debug_show_held_locks(prev);
5715         print_modules();
5716         if (irqs_disabled())
5717                 print_irqtrace_events(prev);
5718         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5719             && in_atomic_preempt_off()) {
5720                 pr_err("Preemption disabled at:");
5721                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5722         }
5723         if (panic_on_warn)
5724                 panic("scheduling while atomic\n");
5725
5726         dump_stack();
5727         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5728 }
5729
5730 /*
5731  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5732  */
5733 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5734 {
5735 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5736         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5737                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5738
5739         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5740                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5741 #endif
5742
5743 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5744         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5745                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5746                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5747                 dump_stack();
5748                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5749         }
5750 #endif
5751
5752         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5753                 __schedule_bug(prev);
5754                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5755         }
5756         rcu_sleep_check();
5757         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5758
5759         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5760
5761         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5762 }
5763
5764 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5765                                   struct rq_flags *rf)
5766 {
5767 #ifdef CONFIG_SMP
5768         const struct sched_class *class;
5769         /*
5770          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5771          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5772          * state as before we took rq->lock.
5773          *
5774          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5775          * a runnable task of @class priority or higher.
5776          */
5777         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5778                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5779                         break;
5780         }
5781 #endif
5782
5783         put_prev_task(rq, prev);
5784 }
5785
5786 /*
5787  * Pick up the highest-prio task:
5788  */
5789 static inline struct task_struct *
5790 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5791 {
5792         const struct sched_class *class;
5793         struct task_struct *p;
5794
5795         /*
5796          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5797          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5798          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5799          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5800          */
5801         if (likely(!sched_class_above(prev->sched_class, &fair_sched_class) &&
5802                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5803
5804                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5805                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5806                         goto restart;
5807
5808                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5809                 if (!p) {
5810                         put_prev_task(rq, prev);
5811                         p = pick_next_task_idle(rq);
5812                 }
5813
5814                 return p;
5815         }
5816
5817 restart:
5818         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5819
5820         for_each_class(class) {
5821                 p = class->pick_next_task(rq);
5822                 if (p)
5823                         return p;
5824         }
5825
5826         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5827 }
5828
5829 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5830 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5831 {
5832         return (task_rq(t)->idle == t);
5833 }
5834
5835 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5836 {
5837         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5838 }
5839
5840 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5841 {
5842         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5843                 return true;
5844
5845         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5846 }
5847
5848 static inline struct task_struct *pick_task(struct rq *rq)
5849 {
5850         const struct sched_class *class;
5851         struct task_struct *p;
5852
5853         for_each_class(class) {
5854                 p = class->pick_task(rq);
5855                 if (p)
5856                         return p;
5857         }
5858
5859         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5860 }
5861
5862 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5863
5864 static void queue_core_balance(struct rq *rq);
5865
5866 static struct task_struct *
5867 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5868 {
5869         struct task_struct *next, *p, *max = NULL;
5870         const struct cpumask *smt_mask;
5871         bool fi_before = false;
5872         bool core_clock_updated = (rq == rq->core);
5873         unsigned long cookie;
5874         int i, cpu, occ = 0;
5875         struct rq *rq_i;
5876         bool need_sync;
5877
5878         if (!sched_core_enabled(rq))
5879                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5880
5881         cpu = cpu_of(rq);
5882
5883         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5884         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5885                 /*
5886                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5887                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5888                  * another cpu during offline.
5889                  */
5890                 rq->core_pick = NULL;
5891                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5892         }
5893
5894         /*
5895          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5896          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5897          * pick yet, do so now.
5898          *
5899          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5900          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5901          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5902          */
5903         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5904             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5905             rq->core_pick) {
5906                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5907
5908                 next = rq->core_pick;
5909                 if (next != prev) {
5910                         put_prev_task(rq, prev);
5911                         set_next_task(rq, next);
5912                 }
5913
5914                 rq->core_pick = NULL;
5915                 goto out;
5916         }
5917
5918         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5919
5920         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5921         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5922
5923         /* reset state */
5924         rq->core->core_cookie = 0UL;
5925         if (rq->core->core_forceidle_count) {
5926                 if (!core_clock_updated) {
5927                         update_rq_clock(rq->core);
5928                         core_clock_updated = true;
5929                 }
5930                 sched_core_account_forceidle(rq);
5931                 /* reset after accounting force idle */
5932                 rq->core->core_forceidle_start = 0;
5933                 rq->core->core_forceidle_count = 0;
5934                 rq->core->core_forceidle_occupation = 0;
5935                 need_sync = true;
5936                 fi_before = true;
5937         }
5938
5939         /*
5940          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
5941          *
5942          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
5943          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
5944          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
5945          *
5946          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
5947          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
5948          */
5949         rq->core->core_task_seq++;
5950
5951         /*
5952          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
5953          * and there are no cookied tasks running on siblings.
5954          */
5955         if (!need_sync) {
5956                 next = pick_task(rq);
5957                 if (!next->core_cookie) {
5958                         rq->core_pick = NULL;
5959                         /*
5960                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
5961                          * unconstrained picks as well.
5962                          */
5963                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
5964                         task_vruntime_update(rq, next, false);
5965                         goto out_set_next;
5966                 }
5967         }
5968
5969         /*
5970          * For each thread: do the regular task pick and find the max prio task
5971          * amongst them.
5972          *
5973          * Tie-break prio towards the current CPU
5974          */
5975         for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
5976                 rq_i = cpu_rq(i);
5977
5978                 /*
5979                  * Current cpu always has its clock updated on entrance to
5980                  * pick_next_task(). If the current cpu is not the core,
5981                  * the core may also have been updated above.
5982                  */
5983                 if (i != cpu && (rq_i != rq->core || !core_clock_updated))
5984                         update_rq_clock(rq_i);
5985
5986                 p = rq_i->core_pick = pick_task(rq_i);
5987                 if (!max || prio_less(max, p, fi_before))
5988                         max = p;
5989         }
5990
5991         cookie = rq->core->core_cookie = max->core_cookie;
5992
5993         /*
5994          * For each thread: try and find a runnable task that matches @max or
5995          * force idle.
5996          */
5997         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5998                 rq_i = cpu_rq(i);
5999                 p = rq_i->core_pick;
6000
6001                 if (!cookie_equals(p, cookie)) {
6002                         p = NULL;
6003                         if (cookie)
6004                                 p = sched_core_find(rq_i, cookie);
6005                         if (!p)
6006                                 p = idle_sched_class.pick_task(rq_i);
6007                 }
6008
6009                 rq_i->core_pick = p;
6010
6011                 if (p == rq_i->idle) {
6012                         if (rq_i->nr_running) {
6013                                 rq->core->core_forceidle_count++;
6014                                 if (!fi_before)
6015                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
6016                         }
6017                 } else {
6018                         occ++;
6019                 }
6020         }
6021
6022         if (schedstat_enabled() && rq->core->core_forceidle_count) {
6023                 rq->core->core_forceidle_start = rq_clock(rq->core);
6024                 rq->core->core_forceidle_occupation = occ;
6025         }
6026
6027         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
6028         next = rq->core_pick;
6029         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
6030
6031         /* Something should have been selected for current CPU */
6032         WARN_ON_ONCE(!next);
6033
6034         /*
6035          * Reschedule siblings
6036          *
6037          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
6038          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
6039          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
6040          * non-matching user state.
6041          */
6042         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6043                 rq_i = cpu_rq(i);
6044
6045                 /*
6046                  * An online sibling might have gone offline before a task
6047                  * could be picked for it, or it might be offline but later
6048                  * happen to come online, but its too late and nothing was
6049                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
6050                  * so ignore it.
6051                  */
6052                 if (!rq_i->core_pick)
6053                         continue;
6054
6055                 /*
6056                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
6057                  * fi_before     fi      update?
6058                  *  0            0       1
6059                  *  0            1       1
6060                  *  1            0       1
6061                  *  1            1       0
6062                  */
6063                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle_count))
6064                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, !!rq->core->core_forceidle_count);
6065
6066                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
6067
6068                 if (i == cpu) {
6069                         rq_i->core_pick = NULL;
6070                         continue;
6071                 }
6072
6073                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
6074                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
6075
6076                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
6077                         rq_i->core_pick = NULL;
6078                         continue;
6079                 }
6080
6081                 resched_curr(rq_i);
6082         }
6083
6084 out_set_next:
6085         set_next_task(rq, next);
6086 out:
6087         if (rq->core->core_forceidle_count && next == rq->idle)
6088                 queue_core_balance(rq);
6089
6090         return next;
6091 }
6092
6093 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
6094 {
6095         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
6096         struct task_struct *p;
6097         unsigned long cookie;
6098         bool success = false;
6099
6100         local_irq_disable();
6101         double_rq_lock(dst, src);
6102
6103         cookie = dst->core->core_cookie;
6104         if (!cookie)
6105                 goto unlock;
6106
6107         if (dst->curr != dst->idle)
6108                 goto unlock;
6109
6110         p = sched_core_find(src, cookie);
6111         if (p == src->idle)
6112                 goto unlock;
6113
6114         do {
6115                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
6116                         goto next;
6117
6118                 if (!is_cpu_allowed(p, this))
6119                         goto next;
6120
6121                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
6122                         goto next;
6123
6124                 deactivate_task(src, p, 0);
6125                 set_task_cpu(p, this);
6126                 activate_task(dst, p, 0);
6127
6128                 resched_curr(dst);
6129
6130                 success = true;
6131                 break;
6132
6133 next:
6134                 p = sched_core_next(p, cookie);
6135         } while (p);
6136
6137 unlock:
6138         double_rq_unlock(dst, src);
6139         local_irq_enable();
6140
6141         return success;
6142 }
6143
6144 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
6145 {
6146         int i;
6147
6148         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
6149                 if (i == cpu)
6150                         continue;
6151
6152                 if (need_resched())
6153                         break;
6154
6155                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
6156                         return true;
6157         }
6158
6159         return false;
6160 }
6161
6162 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
6163 {
6164         struct sched_domain *sd;
6165         int cpu = cpu_of(rq);
6166
6167         preempt_disable();
6168         rcu_read_lock();
6169         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6170         for_each_domain(cpu, sd) {
6171                 if (need_resched())
6172                         break;
6173
6174                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
6175                         break;
6176         }
6177         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
6178         rcu_read_unlock();
6179         preempt_enable();
6180 }
6181
6182 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, core_balance_head);
6183
6184 static void queue_core_balance(struct rq *rq)
6185 {
6186         if (!sched_core_enabled(rq))
6187                 return;
6188
6189         if (!rq->core->core_cookie)
6190                 return;
6191
6192         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
6193                 return;
6194
6195         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
6196 }
6197
6198 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
6199 {
6200         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6201         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6202         unsigned long flags;
6203         int t;
6204
6205         sched_core_lock(cpu, &flags);
6206
6207         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6208
6209         /* if we're the first, we'll be our own leader */
6210         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
6211                 goto unlock;
6212
6213         /* find the leader */
6214         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6215                 if (t == cpu)
6216                         continue;
6217                 rq = cpu_rq(t);
6218                 if (rq->core == rq) {
6219                         core_rq = rq;
6220                         break;
6221                 }
6222         }
6223
6224         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
6225                 goto unlock;
6226
6227         /* install and validate core_rq */
6228         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6229                 rq = cpu_rq(t);
6230
6231                 if (t == cpu)
6232                         rq->core = core_rq;
6233
6234                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
6235         }
6236
6237 unlock:
6238         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6239 }
6240
6241 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6242 {
6243         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6244         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6245         unsigned long flags;
6246         int t;
6247
6248         sched_core_lock(cpu, &flags);
6249
6250         /* if we're the last man standing, nothing to do */
6251         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
6252                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6253                 goto unlock;
6254         }
6255
6256         /* if we're not the leader, nothing to do */
6257         if (rq->core != rq)
6258                 goto unlock;
6259
6260         /* find a new leader */
6261         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6262                 if (t == cpu)
6263                         continue;
6264                 core_rq = cpu_rq(t);
6265                 break;
6266         }
6267
6268         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
6269                 goto unlock;
6270
6271         /* copy the shared state to the new leader */
6272         core_rq->core_task_seq             = rq->core_task_seq;
6273         core_rq->core_pick_seq             = rq->core_pick_seq;
6274         core_rq->core_cookie               = rq->core_cookie;
6275         core_rq->core_forceidle_count      = rq->core_forceidle_count;
6276         core_rq->core_forceidle_seq        = rq->core_forceidle_seq;
6277         core_rq->core_forceidle_occupation = rq->core_forceidle_occupation;
6278
6279         /*
6280          * Accounting edge for forced idle is handled in pick_next_task().
6281          * Don't need another one here, since the hotplug thread shouldn't
6282          * have a cookie.
6283          */
6284         core_rq->core_forceidle_start = 0;
6285
6286         /* install new leader */
6287         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6288                 rq = cpu_rq(t);
6289                 rq->core = core_rq;
6290         }
6291
6292 unlock:
6293         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6294 }
6295
6296 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
6297 {
6298         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6299
6300         if (rq->core != rq)
6301                 rq->core = rq;
6302 }
6303
6304 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
6305
6306 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
6307 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
6308 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
6309
6310 static struct task_struct *
6311 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6312 {
6313         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6314 }
6315
6316 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
6317
6318 /*
6319  * Constants for the sched_mode argument of __schedule().
6320  *
6321  * The mode argument allows RT enabled kernels to differentiate a
6322  * preemption from blocking on an 'sleeping' spin/rwlock. Note that
6323  * SM_MASK_PREEMPT for !RT has all bits set, which allows the compiler to
6324  * optimize the AND operation out and just check for zero.
6325  */
6326 #define SM_NONE                 0x0
6327 #define SM_PREEMPT              0x1
6328 #define SM_RTLOCK_WAIT          0x2
6329
6330 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
6331 # define SM_MASK_PREEMPT        (~0U)
6332 #else
6333 # define SM_MASK_PREEMPT        SM_PREEMPT
6334 #endif
6335
6336 /*
6337  * __schedule() is the main scheduler function.
6338  *
6339  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
6340  *
6341  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
6342  *
6343  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
6344  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
6345  *
6346  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
6347  *      interrupt handler scheduler_tick().
6348  *
6349  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
6350  *      task to the run-queue and that's it.
6351  *
6352  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
6353  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
6354  *      called on the nearest possible occasion:
6355  *
6356  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
6357  *
6358  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
6359  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
6360  *           spin_unlock()!)
6361  *
6362  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6363  *           preemptible context
6364  *
6365  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6366  *         then at the next:
6367  *
6368  *          - cond_resched() call
6369  *          - explicit schedule() call
6370  *          - return from syscall or exception to user-space
6371  *          - return from interrupt-handler to user-space
6372  *
6373  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6374  */
6375 static void __sched notrace __schedule(unsigned int sched_mode)
6376 {
6377         struct task_struct *prev, *next;
6378         unsigned long *switch_count;
6379         unsigned long prev_state;
6380         struct rq_flags rf;
6381         struct rq *rq;
6382         int cpu;
6383
6384         cpu = smp_processor_id();
6385         rq = cpu_rq(cpu);
6386         prev = rq->curr;
6387
6388         schedule_debug(prev, !!sched_mode);
6389
6390         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6391                 hrtick_clear(rq);
6392
6393         local_irq_disable();
6394         rcu_note_context_switch(!!sched_mode);
6395
6396         /*
6397          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6398          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6399          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6400          *
6401          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6402          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6403          *                                        wake_up_state(p, state)
6404          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6405          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6406          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6407          *
6408          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6409          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6410          */
6411         rq_lock(rq, &rf);
6412         smp_mb__after_spinlock();
6413
6414         /* Promote REQ to ACT */
6415         rq->clock_update_flags <<= 1;
6416         update_rq_clock(rq);
6417
6418         switch_count = &prev->nivcsw;
6419
6420         /*
6421          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6422          * that we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6423          */
6424         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6425         if (!(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT) && prev_state) {
6426                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6427                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6428                 } else {
6429                         prev->sched_contributes_to_load =
6430                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6431                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6432                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
6433
6434                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6435                                 rq->nr_uninterruptible++;
6436
6437                         /*
6438                          * __schedule()                 ttwu()
6439                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6440                          *   if (prev_state)                goto out;
6441                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6442                          *                                p->state = TASK_WAKING
6443                          *
6444                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6445                          *
6446                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6447                          */
6448                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6449
6450                         if (prev->in_iowait) {
6451                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6452                                 delayacct_blkio_start();
6453                         }
6454                 }
6455                 switch_count = &prev->nvcsw;
6456         }
6457
6458         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6459         clear_tsk_need_resched(prev);
6460         clear_preempt_need_resched();
6461 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6462         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6463 #endif
6464
6465         if (likely(prev != next)) {
6466                 rq->nr_switches++;
6467                 /*
6468                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6469                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6470                  */
6471                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6472                 /*
6473                  * The membarrier system call requires each architecture
6474                  * to have a full memory barrier after updating
6475                  * rq->curr, before returning to user-space.
6476                  *
6477                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6478                  * various architectures:
6479                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6480                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6481                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6482                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6483                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6484                  *   is a RELEASE barrier),
6485                  */
6486                 ++*switch_count;
6487
6488                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6489                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6490
6491                 trace_sched_switch(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT, prev, next, prev_state);
6492
6493                 /* Also unlocks the rq: */
6494                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6495         } else {
6496                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6497
6498                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6499                 __balance_callbacks(rq);
6500                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6501         }
6502 }
6503
6504 void __noreturn do_task_dead(void)
6505 {
6506         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6507         set_special_state(TASK_DEAD);
6508
6509         /* Tell freezer to ignore us: */
6510         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6511
6512         __schedule(SM_NONE);
6513         BUG();
6514
6515         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6516         for (;;)
6517                 cpu_relax();
6518 }
6519
6520 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6521 {
6522         unsigned int task_flags;
6523
6524         if (task_is_running(tsk))
6525                 return;
6526
6527         task_flags = tsk->flags;
6528         /*
6529          * If a worker goes to sleep, notify and ask workqueue whether it
6530          * wants to wake up a task to maintain concurrency.
6531          */
6532         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6533                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6534                         wq_worker_sleeping(tsk);
6535                 else
6536                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6537         }
6538
6539         /*
6540          * spinlock and rwlock must not flush block requests.  This will
6541          * deadlock if the callback attempts to acquire a lock which is
6542          * already acquired.
6543          */
6544         SCHED_WARN_ON(current->__state & TASK_RTLOCK_WAIT);
6545
6546         /*
6547          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6548          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6549          */
6550         blk_flush_plug(tsk->plug, true);
6551 }
6552
6553 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6554 {
6555         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6556                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6557                         wq_worker_running(tsk);
6558                 else
6559                         io_wq_worker_running(tsk);
6560         }
6561 }
6562
6563 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6564 {
6565         struct task_struct *tsk = current;
6566
6567         sched_submit_work(tsk);
6568         do {
6569                 preempt_disable();
6570                 __schedule(SM_NONE);
6571                 sched_preempt_enable_no_resched();
6572         } while (need_resched());
6573         sched_update_worker(tsk);
6574 }
6575 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6576
6577 /*
6578  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6579  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6580  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6581  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6582  * (schedule out non-voluntarily).
6583  *
6584  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6585  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6586  */
6587 void __sched schedule_idle(void)
6588 {
6589         /*
6590          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6591          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6592          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6593          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6594          * TASK_RUNNING state.
6595          */
6596         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6597         do {
6598                 __schedule(SM_NONE);
6599         } while (need_resched());
6600 }
6601
6602 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING_USER) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_USER_OFFSTACK)
6603 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6604 {
6605         /*
6606          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6607          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6608          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6609          * we find a better solution.
6610          *
6611          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6612          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6613          * too frequently to make sense yet.
6614          */
6615         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6616         schedule();
6617         exception_exit(prev_state);
6618 }
6619 #endif
6620
6621 /**
6622  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6623  *
6624  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6625  */
6626 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6627 {
6628         sched_preempt_enable_no_resched();
6629         schedule();
6630         preempt_disable();
6631 }
6632
6633 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
6634 void __sched notrace schedule_rtlock(void)
6635 {
6636         do {
6637                 preempt_disable();
6638                 __schedule(SM_RTLOCK_WAIT);
6639                 sched_preempt_enable_no_resched();
6640         } while (need_resched());
6641 }
6642 NOKPROBE_SYMBOL(schedule_rtlock);
6643 #endif
6644
6645 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6646 {
6647         do {
6648                 /*
6649                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6650                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6651                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6652                  * by the function tracer will call this function again and
6653                  * cause infinite recursion.
6654                  *
6655                  * Preemption must be disabled here before the function
6656                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6657                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6658                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6659                  * which can also be traced by the function tracer.
6660                  */
6661                 preempt_disable_notrace();
6662                 preempt_latency_start(1);
6663                 __schedule(SM_PREEMPT);
6664                 preempt_latency_stop(1);
6665                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6666
6667                 /*
6668                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6669                  * between schedule and now.
6670                  */
6671         } while (need_resched());
6672 }
6673
6674 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6675 /*
6676  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6677  * off of preempt_enable.
6678  */
6679 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6680 {
6681         /*
6682          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6683          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6684          */
6685         if (likely(!preemptible()))
6686                 return;
6687         preempt_schedule_common();
6688 }
6689 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6690 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6691
6692 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6693 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6694 #ifndef preempt_schedule_dynamic_enabled
6695 #define preempt_schedule_dynamic_enabled        preempt_schedule
6696 #define preempt_schedule_dynamic_disabled       NULL
6697 #endif
6698 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, preempt_schedule_dynamic_enabled);
6699 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6700 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6701 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule);
6702 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule(void)
6703 {
6704         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule))
6705                 return;
6706         preempt_schedule();
6707 }
6708 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6709 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6710 #endif
6711 #endif
6712
6713 /**
6714  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6715  *
6716  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6717  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6718  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6719  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6720  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6721  * to be called when the system is still in usermode.
6722  *
6723  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6724  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6725  * calling the scheduler.
6726  */
6727 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6728 {
6729         enum ctx_state prev_ctx;
6730
6731         if (likely(!preemptible()))
6732                 return;
6733
6734         do {
6735                 /*
6736                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6737                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6738                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6739                  * by the function tracer will call this function again and
6740                  * cause infinite recursion.
6741                  *
6742                  * Preemption must be disabled here before the function
6743                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6744                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6745                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6746                  * which can also be traced by the function tracer.
6747                  */
6748                 preempt_disable_notrace();
6749                 preempt_latency_start(1);
6750                 /*
6751                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6752                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6753                  * an infinite recursion.
6754                  */
6755                 prev_ctx = exception_enter();
6756                 __schedule(SM_PREEMPT);
6757                 exception_exit(prev_ctx);
6758
6759                 preempt_latency_stop(1);
6760                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6761         } while (need_resched());
6762 }
6763 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6764
6765 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6766 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6767 #ifndef preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled
6768 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled        preempt_schedule_notrace
6769 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_disabled       NULL
6770 #endif
6771 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled);
6772 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6773 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6774 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule_notrace);
6775 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule_notrace(void)
6776 {
6777         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule_notrace))
6778                 return;
6779         preempt_schedule_notrace();
6780 }
6781 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6782 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6783 #endif
6784 #endif
6785
6786 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6787
6788 /*
6789  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6790  * off of irq context.
6791  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6792  * protect us against recursive calling from irq.
6793  */
6794 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6795 {
6796         enum ctx_state prev_state;
6797
6798         /* Catch callers which need to be fixed */
6799         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6800
6801         prev_state = exception_enter();
6802
6803         do {
6804                 preempt_disable();
6805                 local_irq_enable();
6806                 __schedule(SM_PREEMPT);
6807                 local_irq_disable();
6808                 sched_preempt_enable_no_resched();
6809         } while (need_resched());
6810
6811         exception_exit(prev_state);
6812 }
6813
6814 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6815                           void *key)
6816 {
6817         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6818         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6819 }
6820 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6821
6822 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
6823 {
6824         if (dl_prio(prio))
6825                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6826         else if (rt_prio(prio))
6827                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6828         else
6829                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6830
6831         p->prio = prio;
6832 }
6833
6834 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6835
6836 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6837 {
6838         if (pi_task)
6839                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6840
6841         return prio;
6842 }
6843
6844 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6845 {
6846         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6847
6848         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6849 }
6850
6851 /*
6852  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6853  * @p: task to boost
6854  * @pi_task: donor task
6855  *
6856  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6857  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6858  *
6859  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6860  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6861  */
6862 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6863 {
6864         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6865                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6866         const struct sched_class *prev_class;
6867         struct rq_flags rf;
6868         struct rq *rq;
6869
6870         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6871         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6872
6873         /*
6874          * If nothing changed; bail early.
6875          */
6876         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6877                 return;
6878
6879         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6880         update_rq_clock(rq);
6881         /*
6882          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6883          * either lock.
6884          *
6885          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6886          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6887          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6888          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6889          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6890          */
6891         p->pi_top_task = pi_task;
6892
6893         /*
6894          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6895          */
6896         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6897                 goto out_unlock;
6898
6899         /*
6900          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6901          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6902          *
6903          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6904          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6905          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6906          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6907          * with interrupts disabled and will complete the lock
6908          * protected section without being interrupted. So there is no
6909          * real need to boost.
6910          */
6911         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6912                 WARN_ON(p != rq->curr);
6913                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6914                 goto out_unlock;
6915         }
6916
6917         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6918         oldprio = p->prio;
6919
6920         if (oldprio == prio)
6921                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6922
6923         prev_class = p->sched_class;
6924         queued = task_on_rq_queued(p);
6925         running = task_current(rq, p);
6926         if (queued)
6927                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6928         if (running)
6929                 put_prev_task(rq, p);
6930
6931         /*
6932          * Boosting condition are:
6933          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6934          *      --> -dl task blocks on mutex A
6935          *
6936          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6937          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6938          *          running task
6939          */
6940         if (dl_prio(prio)) {
6941                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
6942                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
6943                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
6944                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
6945                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
6946                 } else {
6947                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6948                 }
6949         } else if (rt_prio(prio)) {
6950                 if (dl_prio(oldprio))
6951                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6952                 if (oldprio < prio)
6953                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
6954         } else {
6955                 if (dl_prio(oldprio))
6956                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6957                 if (rt_prio(oldprio))
6958                         p->rt.timeout = 0;
6959         }
6960
6961         __setscheduler_prio(p, prio);
6962
6963         if (queued)
6964                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
6965         if (running)
6966                 set_next_task(rq, p);
6967
6968         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6969 out_unlock:
6970         /* Avoid rq from going away on us: */
6971         preempt_disable();
6972
6973         rq_unpin_lock(rq, &rf);
6974         __balance_callbacks(rq);
6975         raw_spin_rq_unlock(rq);
6976
6977         preempt_enable();
6978 }
6979 #else
6980 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6981 {
6982         return prio;
6983 }
6984 #endif
6985
6986 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6987 {
6988         bool queued, running;
6989         int old_prio;
6990         struct rq_flags rf;
6991         struct rq *rq;
6992
6993         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6994                 return;
6995         /*
6996          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6997          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6998          */
6999         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7000         update_rq_clock(rq);
7001
7002         /*
7003          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
7004          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
7005          * it won't have any effect on scheduling until the task is
7006          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
7007          */
7008         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
7009                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7010                 goto out_unlock;
7011         }
7012         queued = task_on_rq_queued(p);
7013         running = task_current(rq, p);
7014         if (queued)
7015                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
7016         if (running)
7017                 put_prev_task(rq, p);
7018
7019         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7020         set_load_weight(p, true);
7021         old_prio = p->prio;
7022         p->prio = effective_prio(p);
7023
7024         if (queued)
7025                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
7026         if (running)
7027                 set_next_task(rq, p);
7028
7029         /*
7030          * If the task increased its priority or is running and
7031          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
7032          */
7033         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
7034
7035 out_unlock:
7036         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7037 }
7038 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
7039
7040 /*
7041  * is_nice_reduction - check if nice value is an actual reduction
7042  *
7043  * Similar to can_nice() but does not perform a capability check.
7044  *
7045  * @p: task
7046  * @nice: nice value
7047  */
7048 static bool is_nice_reduction(const struct task_struct *p, const int nice)
7049 {
7050         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
7051         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
7052
7053         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE));
7054 }
7055
7056 /*
7057  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
7058  * @p: task
7059  * @nice: nice value
7060  */
7061 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
7062 {
7063         return is_nice_reduction(p, nice) || capable(CAP_SYS_NICE);
7064 }
7065
7066 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
7067
7068 /*
7069  * sys_nice - change the priority of the current process.
7070  * @increment: priority increment
7071  *
7072  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
7073  * does similar things.
7074  */
7075 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
7076 {
7077         long nice, retval;
7078
7079         /*
7080          * Setpriority might change our priority at the same moment.
7081          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
7082          * and we have a single winner.
7083          */
7084         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
7085         nice = task_nice(current) + increment;
7086
7087         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7088         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
7089                 return -EPERM;
7090
7091         retval = security_task_setnice(current, nice);
7092         if (retval)
7093                 return retval;
7094
7095         set_user_nice(current, nice);
7096         return 0;
7097 }
7098
7099 #endif
7100
7101 /**
7102  * task_prio - return the priority value of a given task.
7103  * @p: the task in question.
7104  *
7105  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
7106  *
7107  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
7108  *
7109  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
7110  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
7111  * deadline                     -101             -1           0
7112  */
7113 int task_prio(const struct task_struct *p)
7114 {
7115         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
7116 }
7117
7118 /**
7119  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
7120  * @cpu: the processor in question.
7121  *
7122  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7123  */
7124 int idle_cpu(int cpu)
7125 {
7126         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7127
7128         if (rq->curr != rq->idle)
7129                 return 0;
7130
7131         if (rq->nr_running)
7132                 return 0;
7133
7134 #ifdef CONFIG_SMP
7135         if (rq->ttwu_pending)
7136                 return 0;
7137 #endif
7138
7139         return 1;
7140 }
7141
7142 /**
7143  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
7144  * @cpu: the CPU in question.
7145  *
7146  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7147  */
7148 int available_idle_cpu(int cpu)
7149 {
7150         if (!idle_cpu(cpu))
7151                 return 0;
7152
7153         if (vcpu_is_preempted(cpu))
7154                 return 0;
7155
7156         return 1;
7157 }
7158
7159 /**
7160  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
7161  * @cpu: the processor in question.
7162  *
7163  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
7164  */
7165 struct task_struct *idle_task(int cpu)
7166 {
7167         return cpu_rq(cpu)->idle;
7168 }
7169
7170 #ifdef CONFIG_SMP
7171 /*
7172  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
7173  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
7174  *
7175  * The scheduler tracks the following metrics:
7176  *
7177  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
7178  *   cpu_bw_dl()
7179  *
7180  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
7181  * synchronized windows and are thus directly comparable.
7182  *
7183  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
7184  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
7185  * in the irq utilization.
7186  *
7187  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
7188  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
7189  * required to meet deadlines.
7190  */
7191 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
7192                                  enum cpu_util_type type,
7193                                  struct task_struct *p)
7194 {
7195         unsigned long dl_util, util, irq, max;
7196         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7197
7198         max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7199
7200         if (!uclamp_is_used() &&
7201             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
7202                 return max;
7203         }
7204
7205         /*
7206          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
7207          * because of inaccuracies in how we track these -- see
7208          * update_irq_load_avg().
7209          */
7210         irq = cpu_util_irq(rq);
7211         if (unlikely(irq >= max))
7212                 return max;
7213
7214         /*
7215          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
7216          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
7217          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
7218          * to obtain the CPU's actual utilization.
7219          *
7220          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
7221          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
7222          * tasks.
7223          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
7224          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
7225          */
7226         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
7227         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7228                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
7229
7230         dl_util = cpu_util_dl(rq);
7231
7232         /*
7233          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
7234          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
7235          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
7236          * that we select f_max when there is no idle time.
7237          *
7238          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
7239          * saturation when we should -- something for later.
7240          */
7241         if (util + dl_util >= max)
7242                 return max;
7243
7244         /*
7245          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
7246          * include util_dl and ignore dl_bw.
7247          */
7248         if (type == ENERGY_UTIL)
7249                 util += dl_util;
7250
7251         /*
7252          * There is still idle time; further improve the number by using the
7253          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
7254          * need to scale the task numbers:
7255          *
7256          *              max - irq
7257          *   U' = irq + --------- * U
7258          *                 max
7259          */
7260         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
7261         util += irq;
7262
7263         /*
7264          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
7265          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
7266          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
7267          * periods of time.
7268          *
7269          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
7270          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
7271          * an interface. So, we only do the latter for now.
7272          */
7273         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7274                 util += cpu_bw_dl(rq);
7275
7276         return min(max, util);
7277 }
7278
7279 unsigned long sched_cpu_util(int cpu)
7280 {
7281         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu), ENERGY_UTIL, NULL);
7282 }
7283 #endif /* CONFIG_SMP */
7284
7285 /**
7286  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
7287  * @pid: the pid in question.
7288  *
7289  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
7290  */
7291 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
7292 {
7293         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
7294 }
7295
7296 /*
7297  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7298  * it calls know not to change it.
7299  */
7300 #define SETPARAM_POLICY -1
7301
7302 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7303                 const struct sched_attr *attr)
7304 {
7305         int policy = attr->sched_policy;
7306
7307         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7308                 policy = p->policy;
7309
7310         p->policy = policy;
7311
7312         if (dl_policy(policy))
7313                 __setparam_dl(p, attr);
7314         else if (fair_policy(policy))
7315                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7316
7317         /*
7318          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7319          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7320          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7321          */
7322         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7323         p->normal_prio = normal_prio(p);
7324         set_load_weight(p, true);
7325 }
7326
7327 /*
7328  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7329  */
7330 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7331 {
7332         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7333         bool match;
7334
7335         rcu_read_lock();
7336         pcred = __task_cred(p);
7337         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7338                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7339         rcu_read_unlock();
7340         return match;
7341 }
7342
7343 /*
7344  * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority.
7345  * Only issue a capable test if needed and only once to avoid an audit
7346  * event on permitted non-privileged operations:
7347  */
7348 static int user_check_sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7349                                          const struct sched_attr *attr,
7350                                          int policy, int reset_on_fork)
7351 {
7352         if (fair_policy(policy)) {
7353                 if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7354                     !is_nice_reduction(p, attr->sched_nice))
7355                         goto req_priv;
7356         }
7357
7358         if (rt_policy(policy)) {
7359                 unsigned long rlim_rtprio = task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7360
7361                 /* Can't set/change the rt policy: */
7362                 if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7363                         goto req_priv;
7364
7365                 /* Can't increase priority: */
7366                 if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7367                     attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7368                         goto req_priv;
7369         }
7370
7371         /*
7372          * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7373          * (safest behavior); in the future we would like to allow
7374          * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7375          * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7376          */
7377         if (dl_policy(policy))
7378                 goto req_priv;
7379
7380         /*
7381          * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7382          * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7383          */
7384         if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7385                 if (!is_nice_reduction(p, task_nice(p)))
7386                         goto req_priv;
7387         }
7388
7389         /* Can't change other user's priorities: */
7390         if (!check_same_owner(p))
7391                 goto req_priv;
7392
7393         /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7394         if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7395                 goto req_priv;
7396
7397         return 0;
7398
7399 req_priv:
7400         if (!capable(CAP_SYS_NICE))
7401                 return -EPERM;
7402
7403         return 0;
7404 }
7405
7406 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7407                                 const struct sched_attr *attr,
7408                                 bool user, bool pi)
7409 {
7410         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7411         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7412         const struct sched_class *prev_class;
7413         struct callback_head *head;
7414         struct rq_flags rf;
7415         int reset_on_fork;
7416         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7417         struct rq *rq;
7418
7419         /* The pi code expects interrupts enabled */
7420         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7421 recheck:
7422         /* Double check policy once rq lock held: */
7423         if (policy < 0) {
7424                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7425                 policy = oldpolicy = p->policy;
7426         } else {
7427                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7428
7429                 if (!valid_policy(policy))
7430                         return -EINVAL;
7431         }
7432
7433         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7434                 return -EINVAL;
7435
7436         /*
7437          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7438          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7439          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7440          */
7441         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7442                 return -EINVAL;
7443         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7444             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7445                 return -EINVAL;
7446
7447         if (user) {
7448                 retval = user_check_sched_setscheduler(p, attr, policy, reset_on_fork);
7449                 if (retval)
7450                         return retval;
7451
7452                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7453                         return -EINVAL;
7454
7455                 retval = security_task_setscheduler(p);
7456                 if (retval)
7457                         return retval;
7458         }
7459
7460         /* Update task specific "requested" clamps */
7461         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7462                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7463                 if (retval)
7464                         return retval;
7465         }
7466
7467         if (pi)
7468                 cpuset_read_lock();
7469
7470         /*
7471          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7472          * changing the priority of the task:
7473          *
7474          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7475          * runqueue lock must be held.
7476          */
7477         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7478         update_rq_clock(rq);
7479
7480         /*
7481          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7482          */
7483         if (p == rq->stop) {
7484                 retval = -EINVAL;
7485                 goto unlock;
7486         }
7487
7488         /*
7489          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7490          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7491          */
7492         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7493                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7494                         goto change;
7495                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7496                         goto change;
7497                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7498                         goto change;
7499                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7500                         goto change;
7501
7502                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7503                 retval = 0;
7504                 goto unlock;
7505         }
7506 change:
7507
7508         if (user) {
7509 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7510                 /*
7511                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7512                  * assigned.
7513                  */
7514                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7515                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7516                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7517                         retval = -EPERM;
7518                         goto unlock;
7519                 }
7520 #endif
7521 #ifdef CONFIG_SMP
7522                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7523                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7524                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7525
7526                         /*
7527                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7528                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7529                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7530                          */
7531                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7532                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7533                                 retval = -EPERM;
7534                                 goto unlock;
7535                         }
7536                 }
7537 #endif
7538         }
7539
7540         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7541         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7542                 policy = oldpolicy = -1;
7543                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7544                 if (pi)
7545                         cpuset_read_unlock();
7546                 goto recheck;
7547         }
7548
7549         /*
7550          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7551          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7552          * is available.
7553          */
7554         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7555                 retval = -EBUSY;
7556                 goto unlock;
7557         }
7558
7559         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7560         oldprio = p->prio;
7561
7562         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7563         if (pi) {
7564                 /*
7565                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7566                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7567                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7568                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7569                  * itself.
7570                  */
7571                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7572                 if (newprio == oldprio)
7573                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7574         }
7575
7576         queued = task_on_rq_queued(p);
7577         running = task_current(rq, p);
7578         if (queued)
7579                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7580         if (running)
7581                 put_prev_task(rq, p);
7582
7583         prev_class = p->sched_class;
7584
7585         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7586                 __setscheduler_params(p, attr);
7587                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7588         }
7589         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7590
7591         if (queued) {
7592                 /*
7593                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7594                  * increased (user space view).
7595                  */
7596                 if (oldprio < p->prio)
7597                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7598
7599                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7600         }
7601         if (running)
7602                 set_next_task(rq, p);
7603
7604         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7605
7606         /* Avoid rq from going away on us: */
7607         preempt_disable();
7608         head = splice_balance_callbacks(rq);
7609         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7610
7611         if (pi) {
7612                 cpuset_read_unlock();
7613                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7614         }
7615
7616         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7617         balance_callbacks(rq, head);
7618         preempt_enable();
7619
7620         return 0;
7621
7622 unlock:
7623         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7624         if (pi)
7625                 cpuset_read_unlock();
7626         return retval;
7627 }
7628
7629 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7630                                const struct sched_param *param, bool check)
7631 {
7632         struct sched_attr attr = {
7633                 .sched_policy   = policy,
7634                 .sched_priority = param->sched_priority,
7635                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7636         };
7637
7638         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7639         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7640                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7641                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7642                 attr.sched_policy = policy;
7643         }
7644
7645         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7646 }
7647 /**
7648  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7649  * @p: the task in question.
7650  * @policy: new policy.
7651  * @param: structure containing the new RT priority.
7652  *
7653  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7654  *
7655  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7656  *
7657  * NOTE that the task may be already dead.
7658  */
7659 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7660                        const struct sched_param *param)
7661 {
7662         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7663 }
7664
7665 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7666 {
7667         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7668 }
7669
7670 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7671 {
7672         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7673 }
7674 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7675
7676 /**
7677  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7678  * @p: the task in question.
7679  * @policy: new policy.
7680  * @param: structure containing the new RT priority.
7681  *
7682  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7683  * current context has permission.  For example, this is needed in
7684  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7685  * but our caller might not have that capability.
7686  *
7687  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7688  */
7689 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7690                                const struct sched_param *param)
7691 {
7692         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7693 }
7694
7695 /*
7696  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7697  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7698  * be doing.
7699  *
7700  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7701  *
7702  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7703  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7704  * and smash them together and still expect them to work.
7705  *
7706  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7707  *
7708  *   MAX_RT_PRIO / 2
7709  *
7710  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7711  * know enough information to make a sensible choice.
7712  */
7713 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7714 {
7715         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7716         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7717 }
7718 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7719
7720 /*
7721  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7722  */
7723 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7724 {
7725         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7726         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7727 }
7728 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7729
7730 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7731 {
7732         struct sched_attr attr = {
7733                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7734                 .sched_nice = nice,
7735         };
7736         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7737 }
7738 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7739
7740 static int
7741 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7742 {
7743         struct sched_param lparam;
7744         struct task_struct *p;
7745         int retval;
7746
7747         if (!param || pid < 0)
7748                 return -EINVAL;
7749         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7750                 return -EFAULT;
7751
7752         rcu_read_lock();
7753         retval = -ESRCH;
7754         p = find_process_by_pid(pid);
7755         if (likely(p))
7756                 get_task_struct(p);
7757         rcu_read_unlock();
7758
7759         if (likely(p)) {
7760                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7761                 put_task_struct(p);
7762         }
7763
7764         return retval;
7765 }
7766
7767 /*
7768  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7769  */
7770 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7771 {
7772         u32 size;
7773         int ret;
7774
7775         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7776         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7777
7778         ret = get_user(size, &uattr->size);
7779         if (ret)
7780                 return ret;
7781
7782         /* ABI compatibility quirk: */
7783         if (!size)
7784                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7785         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7786                 goto err_size;
7787
7788         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7789         if (ret) {
7790                 if (ret == -E2BIG)
7791                         goto err_size;
7792                 return ret;
7793         }
7794
7795         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7796             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7797                 return -EINVAL;
7798
7799         /*
7800          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7801          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7802          */
7803         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7804
7805         return 0;
7806
7807 err_size:
7808         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7809         return -E2BIG;
7810 }
7811
7812 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
7813 {
7814         if (task_has_dl_policy(p))
7815                 __getparam_dl(p, attr);
7816         else if (task_has_rt_policy(p))
7817                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
7818         else
7819                 attr->sched_nice = task_nice(p);
7820 }
7821
7822 /**
7823  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7824  * @pid: the pid in question.
7825  * @policy: new policy.
7826  * @param: structure containing the new RT priority.
7827  *
7828  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7829  */
7830 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7831 {
7832         if (policy < 0)
7833                 return -EINVAL;
7834
7835         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7836 }
7837
7838 /**
7839  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7840  * @pid: the pid in question.
7841  * @param: structure containing the new RT priority.
7842  *
7843  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7844  */
7845 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7846 {
7847         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7848 }
7849
7850 /**
7851  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7852  * @pid: the pid in question.
7853  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7854  * @flags: for future extension.
7855  */
7856 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7857                                unsigned int, flags)
7858 {
7859         struct sched_attr attr;
7860         struct task_struct *p;
7861         int retval;
7862
7863         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7864                 return -EINVAL;
7865
7866         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7867         if (retval)
7868                 return retval;
7869
7870         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7871                 return -EINVAL;
7872         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7873                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7874
7875         rcu_read_lock();
7876         retval = -ESRCH;
7877         p = find_process_by_pid(pid);
7878         if (likely(p))
7879                 get_task_struct(p);
7880         rcu_read_unlock();
7881
7882         if (likely(p)) {
7883                 if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
7884                         get_params(p, &attr);
7885                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7886                 put_task_struct(p);
7887         }
7888
7889         return retval;
7890 }
7891
7892 /**
7893  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7894  * @pid: the pid in question.
7895  *
7896  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7897  * code.
7898  */
7899 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7900 {
7901         struct task_struct *p;
7902         int retval;
7903
7904         if (pid < 0)
7905                 return -EINVAL;
7906
7907         retval = -ESRCH;
7908         rcu_read_lock();
7909         p = find_process_by_pid(pid);
7910         if (p) {
7911                 retval = security_task_getscheduler(p);
7912                 if (!retval)
7913                         retval = p->policy
7914                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7915         }
7916         rcu_read_unlock();
7917         return retval;
7918 }
7919
7920 /**
7921  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7922  * @pid: the pid in question.
7923  * @param: structure containing the RT priority.
7924  *
7925  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7926  * code.
7927  */
7928 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7929 {
7930         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7931         struct task_struct *p;
7932         int retval;
7933
7934         if (!param || pid < 0)
7935                 return -EINVAL;
7936
7937         rcu_read_lock();
7938         p = find_process_by_pid(pid);
7939         retval = -ESRCH;
7940         if (!p)
7941                 goto out_unlock;
7942
7943         retval = security_task_getscheduler(p);
7944         if (retval)
7945                 goto out_unlock;
7946
7947         if (task_has_rt_policy(p))
7948                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
7949         rcu_read_unlock();
7950
7951         /*
7952          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
7953          */
7954         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
7955
7956         return retval;
7957
7958 out_unlock:
7959         rcu_read_unlock();
7960         return retval;
7961 }
7962
7963 /*
7964  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
7965  * than what user-space knows about) to user-space.
7966  *
7967  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
7968  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
7969  * have the same size.
7970  */
7971 static int
7972 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
7973                         struct sched_attr *kattr,
7974                         unsigned int usize)
7975 {
7976         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
7977
7978         if (!access_ok(uattr, usize))
7979                 return -EFAULT;
7980
7981         /*
7982          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
7983          *
7984          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
7985          *
7986          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
7987          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
7988          *
7989          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
7990          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
7991          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
7992          * which is set to ksize in this case.
7993          */
7994         kattr->size = min(usize, ksize);
7995
7996         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
7997                 return -EFAULT;
7998
7999         return 0;
8000 }
8001
8002 /**
8003  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
8004  * @pid: the pid in question.
8005  * @uattr: structure containing the extended parameters.
8006  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
8007  * @flags: for future extension.
8008  */
8009 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
8010                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
8011 {
8012         struct sched_attr kattr = { };
8013         struct task_struct *p;
8014         int retval;
8015
8016         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
8017             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
8018                 return -EINVAL;
8019
8020         rcu_read_lock();
8021         p = find_process_by_pid(pid);
8022         retval = -ESRCH;
8023         if (!p)
8024                 goto out_unlock;
8025
8026         retval = security_task_getscheduler(p);
8027         if (retval)
8028                 goto out_unlock;
8029
8030         kattr.sched_policy = p->policy;
8031         if (p->sched_reset_on_fork)
8032                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
8033         get_params(p, &kattr);
8034         kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
8035
8036 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
8037         /*
8038          * This could race with another potential updater, but this is fine
8039          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
8040          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
8041          */
8042         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
8043         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
8044 #endif
8045
8046         rcu_read_unlock();
8047
8048         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
8049
8050 out_unlock:
8051         rcu_read_unlock();
8052         return retval;
8053 }
8054
8055 #ifdef CONFIG_SMP
8056 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8057 {
8058         int ret = 0;
8059
8060         /*
8061          * If the task isn't a deadline task or admission control is
8062          * disabled then we don't care about affinity changes.
8063          */
8064         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
8065                 return 0;
8066
8067         /*
8068          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
8069          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
8070          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
8071          * root_domain.
8072          */
8073         rcu_read_lock();
8074         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
8075                 ret = -EBUSY;
8076         rcu_read_unlock();
8077         return ret;
8078 }
8079 #endif
8080
8081 static int
8082 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8083 {
8084         int retval;
8085         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
8086
8087         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
8088                 return -ENOMEM;
8089
8090         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
8091                 retval = -ENOMEM;
8092                 goto out_free_cpus_allowed;
8093         }
8094
8095         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8096         cpumask_and(new_mask, mask, cpus_allowed);
8097
8098         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
8099         if (retval)
8100                 goto out_free_new_mask;
8101 again:
8102         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK | SCA_USER);
8103         if (retval)
8104                 goto out_free_new_mask;
8105
8106         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8107         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
8108                 /*
8109                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
8110                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
8111                  */
8112                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8113                 goto again;
8114         }
8115
8116 out_free_new_mask:
8117         free_cpumask_var(new_mask);
8118 out_free_cpus_allowed:
8119         free_cpumask_var(cpus_allowed);
8120         return retval;
8121 }
8122
8123 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
8124 {
8125         struct task_struct *p;
8126         int retval;
8127
8128         rcu_read_lock();
8129
8130         p = find_process_by_pid(pid);
8131         if (!p) {
8132                 rcu_read_unlock();
8133                 return -ESRCH;
8134         }
8135
8136         /* Prevent p going away */
8137         get_task_struct(p);
8138         rcu_read_unlock();
8139
8140         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8141                 retval = -EINVAL;
8142                 goto out_put_task;
8143         }
8144
8145         if (!check_same_owner(p)) {
8146                 rcu_read_lock();
8147                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
8148                         rcu_read_unlock();
8149                         retval = -EPERM;
8150                         goto out_put_task;
8151                 }
8152                 rcu_read_unlock();
8153         }
8154
8155         retval = security_task_setscheduler(p);
8156         if (retval)
8157                 goto out_put_task;
8158
8159         retval = __sched_setaffinity(p, in_mask);
8160 out_put_task:
8161         put_task_struct(p);
8162         return retval;
8163 }
8164
8165 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
8166                              struct cpumask *new_mask)
8167 {
8168         if (len < cpumask_size())
8169                 cpumask_clear(new_mask);
8170         else if (len > cpumask_size())
8171                 len = cpumask_size();
8172
8173         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
8174 }
8175
8176 /**
8177  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
8178  * @pid: pid of the process
8179  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8180  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
8181  *
8182  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8183  */
8184 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8185                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8186 {
8187         cpumask_var_t new_mask;
8188         int retval;
8189
8190         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
8191                 return -ENOMEM;
8192
8193         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
8194         if (retval == 0)
8195                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
8196         free_cpumask_var(new_mask);
8197         return retval;
8198 }
8199
8200 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
8201 {
8202         struct task_struct *p;
8203         unsigned long flags;
8204         int retval;
8205
8206         rcu_read_lock();
8207
8208         retval = -ESRCH;
8209         p = find_process_by_pid(pid);
8210         if (!p)
8211                 goto out_unlock;
8212
8213         retval = security_task_getscheduler(p);
8214         if (retval)
8215                 goto out_unlock;
8216
8217         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
8218         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
8219         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
8220
8221 out_unlock:
8222         rcu_read_unlock();
8223
8224         return retval;
8225 }
8226
8227 /**
8228  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
8229  * @pid: pid of the process
8230  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8231  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
8232  *
8233  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
8234  * error code otherwise.
8235  */
8236 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8237                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8238 {
8239         int ret;
8240         cpumask_var_t mask;
8241
8242         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
8243                 return -EINVAL;
8244         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
8245                 return -EINVAL;
8246
8247         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
8248                 return -ENOMEM;
8249
8250         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
8251         if (ret == 0) {
8252                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
8253
8254                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
8255                         ret = -EFAULT;
8256                 else
8257                         ret = retlen;
8258         }
8259         free_cpumask_var(mask);
8260
8261         return ret;
8262 }
8263
8264 static void do_sched_yield(void)
8265 {
8266         struct rq_flags rf;
8267         struct rq *rq;
8268
8269         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
8270
8271         schedstat_inc(rq->yld_count);
8272         current->sched_class->yield_task(rq);
8273
8274         preempt_disable();
8275         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8276         sched_preempt_enable_no_resched();
8277
8278         schedule();
8279 }
8280
8281 /**
8282  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
8283  *
8284  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
8285  * other threads running on this CPU then this function will return.
8286  *
8287  * Return: 0.
8288  */
8289 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
8290 {
8291         do_sched_yield();
8292         return 0;
8293 }
8294
8295 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
8296 int __sched __cond_resched(void)
8297 {
8298         if (should_resched(0)) {
8299                 preempt_schedule_common();
8300                 return 1;
8301         }
8302         /*
8303          * In preemptible kernels, ->rcu_read_lock_nesting tells the tick
8304          * whether the current CPU is in an RCU read-side critical section,
8305          * so the tick can report quiescent states even for CPUs looping
8306          * in kernel context.  In contrast, in non-preemptible kernels,
8307          * RCU readers leave no in-memory hints, which means that CPU-bound
8308          * processes executing in kernel context might never report an
8309          * RCU quiescent state.  Therefore, the following code causes
8310          * cond_resched() to report a quiescent state, but only when RCU
8311          * is in urgent need of one.
8312          */
8313 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
8314         rcu_all_qs();
8315 #endif
8316         return 0;
8317 }
8318 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
8319 #endif
8320
8321 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8322 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8323 #define cond_resched_dynamic_enabled    __cond_resched
8324 #define cond_resched_dynamic_disabled   ((void *)&__static_call_return0)
8325 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8326 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8327
8328 #define might_resched_dynamic_enabled   __cond_resched
8329 #define might_resched_dynamic_disabled  ((void *)&__static_call_return0)
8330 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8331 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8332 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8333 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_cond_resched);
8334 int __sched dynamic_cond_resched(void)
8335 {
8336         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_cond_resched))
8337                 return 0;
8338         return __cond_resched();
8339 }
8340 EXPORT_SYMBOL(dynamic_cond_resched);
8341
8342 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_might_resched);
8343 int __sched dynamic_might_resched(void)
8344 {
8345         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_might_resched))
8346                 return 0;
8347         return __cond_resched();
8348 }
8349 EXPORT_SYMBOL(dynamic_might_resched);
8350 #endif
8351 #endif
8352
8353 /*
8354  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8355  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8356  *
8357  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8358  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8359  * spin_unlock(), once by hand).
8360  */
8361 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8362 {
8363         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8364         int ret = 0;
8365
8366         lockdep_assert_held(lock);
8367
8368         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8369                 spin_unlock(lock);
8370                 if (!_cond_resched())
8371                         cpu_relax();
8372                 ret = 1;
8373                 spin_lock(lock);
8374         }
8375         return ret;
8376 }
8377 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8378
8379 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8380 {
8381         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8382         int ret = 0;
8383
8384         lockdep_assert_held_read(lock);
8385
8386         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8387                 read_unlock(lock);
8388                 if (!_cond_resched())
8389                         cpu_relax();
8390                 ret = 1;
8391                 read_lock(lock);
8392         }
8393         return ret;
8394 }
8395 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8396
8397 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8398 {
8399         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8400         int ret = 0;
8401
8402         lockdep_assert_held_write(lock);
8403
8404         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8405                 write_unlock(lock);
8406                 if (!_cond_resched())
8407                         cpu_relax();
8408                 ret = 1;
8409                 write_lock(lock);
8410         }
8411         return ret;
8412 }
8413 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8414
8415 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8416
8417 #ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
8418 #include <linux/entry-common.h>
8419 #endif
8420
8421 /*
8422  * SC:cond_resched
8423  * SC:might_resched
8424  * SC:preempt_schedule
8425  * SC:preempt_schedule_notrace
8426  * SC:irqentry_exit_cond_resched
8427  *
8428  *
8429  * NONE:
8430  *   cond_resched               <- __cond_resched
8431  *   might_resched              <- RET0
8432  *   preempt_schedule           <- NOP
8433  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8434  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8435  *
8436  * VOLUNTARY:
8437  *   cond_resched               <- __cond_resched
8438  *   might_resched              <- __cond_resched
8439  *   preempt_schedule           <- NOP
8440  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8441  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8442  *
8443  * FULL:
8444  *   cond_resched               <- RET0
8445  *   might_resched              <- RET0
8446  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
8447  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
8448  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
8449  */
8450
8451 enum {
8452         preempt_dynamic_undefined = -1,
8453         preempt_dynamic_none,
8454         preempt_dynamic_voluntary,
8455         preempt_dynamic_full,
8456 };
8457
8458 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_undefined;
8459
8460 int sched_dynamic_mode(const char *str)
8461 {
8462         if (!strcmp(str, "none"))
8463                 return preempt_dynamic_none;
8464
8465         if (!strcmp(str, "voluntary"))
8466                 return preempt_dynamic_voluntary;
8467
8468         if (!strcmp(str, "full"))
8469                 return preempt_dynamic_full;
8470
8471         return -EINVAL;
8472 }
8473
8474 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8475 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_call_update(f, f##_dynamic_enabled)
8476 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_call_update(f, f##_dynamic_disabled)
8477 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8478 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_key_enable(&sk_dynamic_##f.key)
8479 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_key_disable(&sk_dynamic_##f.key)
8480 #else
8481 #error "Unsupported PREEMPT_DYNAMIC mechanism"
8482 #endif
8483
8484 void sched_dynamic_update(int mode)
8485 {
8486         /*
8487          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
8488          * the ZERO state, which is invalid.
8489          */
8490         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8491         preempt_dynamic_enable(might_resched);
8492         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8493         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8494         preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8495
8496         switch (mode) {
8497         case preempt_dynamic_none:
8498                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8499                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8500                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8501                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8502                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8503                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
8504                 break;
8505
8506         case preempt_dynamic_voluntary:
8507                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8508                 preempt_dynamic_enable(might_resched);
8509                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8510                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8511                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8512                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
8513                 break;
8514
8515         case preempt_dynamic_full:
8516                 preempt_dynamic_disable(cond_resched);
8517                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8518                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8519                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8520                 preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8521                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8522                 break;
8523         }
8524
8525         preempt_dynamic_mode = mode;
8526 }
8527
8528 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
8529 {
8530         int mode = sched_dynamic_mode(str);
8531         if (mode < 0) {
8532                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
8533                 return 0;
8534         }
8535
8536         sched_dynamic_update(mode);
8537         return 1;
8538 }
8539 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
8540
8541 static void __init preempt_dynamic_init(void)
8542 {
8543         if (preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined) {
8544                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_NONE)) {
8545                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_none);
8546                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY)) {
8547                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_voluntary);
8548                 } else {
8549                         /* Default static call setting, nothing to do */
8550                         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT));
8551                         preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
8552                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8553                 }
8554         }
8555 }
8556
8557 #define PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(mode) \
8558         bool preempt_model_##mode(void)                                          \
8559         {                                                                        \
8560                 WARN_ON_ONCE(preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined); \
8561                 return preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_##mode;           \
8562         }                                                                        \
8563         EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_model_##mode)
8564
8565 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(none);
8566 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(voluntary);
8567 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(full);
8568
8569 #else /* !CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8570
8571 static inline void preempt_dynamic_init(void) { }
8572
8573 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8574
8575 /**
8576  * yield - yield the current processor to other threads.
8577  *
8578  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8579  *
8580  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8581  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8582  * it, it's already broken.
8583  *
8584  * Typical broken usage is:
8585  *
8586  * while (!event)
8587  *      yield();
8588  *
8589  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8590  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8591  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8592  *
8593  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8594  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8595  * If you still want to use yield(), do not!
8596  */
8597 void __sched yield(void)
8598 {
8599         set_current_state(TASK_RUNNING);
8600         do_sched_yield();
8601 }
8602 EXPORT_SYMBOL(yield);
8603
8604 /**
8605  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8606  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8607  * processor it's on.
8608  * @p: target task
8609  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8610  *
8611  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8612  * can't go away on us before we can do any checks.
8613  *
8614  * Return:
8615  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8616  *      false (0) if we failed to boost the target.
8617  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8618  */
8619 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8620 {
8621         struct task_struct *curr = current;
8622         struct rq *rq, *p_rq;
8623         unsigned long flags;
8624         int yielded = 0;
8625
8626         local_irq_save(flags);
8627         rq = this_rq();
8628
8629 again:
8630         p_rq = task_rq(p);
8631         /*
8632          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8633          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8634          */
8635         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
8636                 yielded = -ESRCH;
8637                 goto out_irq;
8638         }
8639
8640         double_rq_lock(rq, p_rq);
8641         if (task_rq(p) != p_rq) {
8642                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8643                 goto again;
8644         }
8645
8646         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8647                 goto out_unlock;
8648
8649         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8650                 goto out_unlock;
8651
8652         if (task_running(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8653                 goto out_unlock;
8654
8655         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8656         if (yielded) {
8657                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8658                 /*
8659                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8660                  * fairness.
8661                  */
8662                 if (preempt && rq != p_rq)
8663                         resched_curr(p_rq);
8664         }
8665
8666 out_unlock:
8667         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8668 out_irq:
8669         local_irq_restore(flags);
8670
8671         if (yielded > 0)
8672                 schedule();
8673
8674         return yielded;
8675 }
8676 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8677
8678 int io_schedule_prepare(void)
8679 {
8680         int old_iowait = current->in_iowait;
8681
8682         current->in_iowait = 1;
8683         blk_flush_plug(current->plug, true);
8684         return old_iowait;
8685 }
8686
8687 void io_schedule_finish(int token)
8688 {
8689         current->in_iowait = token;
8690 }
8691
8692 /*
8693  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8694  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8695  */
8696 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8697 {
8698         int token;
8699         long ret;
8700
8701         token = io_schedule_prepare();
8702         ret = schedule_timeout(timeout);
8703         io_schedule_finish(token);
8704
8705         return ret;
8706 }
8707 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8708
8709 void __sched io_schedule(void)
8710 {
8711         int token;
8712
8713         token = io_schedule_prepare();
8714         schedule();
8715         io_schedule_finish(token);
8716 }
8717 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8718
8719 /**
8720  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8721  * @policy: scheduling class.
8722  *
8723  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8724  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8725  * On failure, a negative error code is returned.
8726  */
8727 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8728 {
8729         int ret = -EINVAL;
8730
8731         switch (policy) {
8732         case SCHED_FIFO:
8733         case SCHED_RR:
8734                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8735                 break;
8736         case SCHED_DEADLINE:
8737         case SCHED_NORMAL:
8738         case SCHED_BATCH:
8739         case SCHED_IDLE:
8740                 ret = 0;
8741                 break;
8742         }
8743         return ret;
8744 }
8745
8746 /**
8747  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8748  * @policy: scheduling class.
8749  *
8750  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8751  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8752  * On failure, a negative error code is returned.
8753  */
8754 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8755 {
8756         int ret = -EINVAL;
8757
8758         switch (policy) {
8759         case SCHED_FIFO:
8760         case SCHED_RR:
8761                 ret = 1;
8762                 break;
8763         case SCHED_DEADLINE:
8764         case SCHED_NORMAL:
8765         case SCHED_BATCH:
8766         case SCHED_IDLE:
8767                 ret = 0;
8768         }
8769         return ret;
8770 }
8771
8772 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8773 {
8774         struct task_struct *p;
8775         unsigned int time_slice;
8776         struct rq_flags rf;
8777         struct rq *rq;
8778         int retval;
8779
8780         if (pid < 0)
8781                 return -EINVAL;
8782
8783         retval = -ESRCH;
8784         rcu_read_lock();
8785         p = find_process_by_pid(pid);
8786         if (!p)
8787                 goto out_unlock;
8788
8789         retval = security_task_getscheduler(p);
8790         if (retval)
8791                 goto out_unlock;
8792
8793         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8794         time_slice = 0;
8795         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8796                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8797         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8798
8799         rcu_read_unlock();
8800         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8801         return 0;
8802
8803 out_unlock:
8804         rcu_read_unlock();
8805         return retval;
8806 }
8807
8808 /**
8809  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8810  * @pid: pid of the process.
8811  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8812  *
8813  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8814  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8815  *
8816  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8817  * an error code.
8818  */
8819 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8820                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8821 {
8822         struct timespec64 t;
8823         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8824
8825         if (retval == 0)
8826                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8827
8828         return retval;
8829 }
8830
8831 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8832 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8833                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8834 {
8835         struct timespec64 t;
8836         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8837
8838         if (retval == 0)
8839                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8840         return retval;
8841 }
8842 #endif
8843
8844 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8845 {
8846         unsigned long free = 0;
8847         int ppid;
8848
8849         if (!try_get_task_stack(p))
8850                 return;
8851
8852         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8853
8854         if (task_is_running(p))
8855                 pr_cont("  running task    ");
8856 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8857         free = stack_not_used(p);
8858 #endif
8859         ppid = 0;
8860         rcu_read_lock();
8861         if (pid_alive(p))
8862                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8863         rcu_read_unlock();
8864         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
8865                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8866                 read_task_thread_flags(p));
8867
8868         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8869         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8870         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8871         put_task_stack(p);
8872 }
8873 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8874
8875 static inline bool
8876 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8877 {
8878         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
8879
8880         /* no filter, everything matches */
8881         if (!state_filter)
8882                 return true;
8883
8884         /* filter, but doesn't match */
8885         if (!(state & state_filter))
8886                 return false;
8887
8888         /*
8889          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8890          * TASK_KILLABLE).
8891          */
8892         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && state == TASK_IDLE)
8893                 return false;
8894
8895         return true;
8896 }
8897
8898
8899 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
8900 {
8901         struct task_struct *g, *p;
8902
8903         rcu_read_lock();
8904         for_each_process_thread(g, p) {
8905                 /*
8906                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
8907                  * console might take a lot of time:
8908                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
8909                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
8910                  * an IPI.
8911                  */
8912                 touch_nmi_watchdog();
8913                 touch_all_softlockup_watchdogs();
8914                 if (state_filter_match(state_filter, p))
8915                         sched_show_task(p);
8916         }
8917
8918 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8919         if (!state_filter)
8920                 sysrq_sched_debug_show();
8921 #endif
8922         rcu_read_unlock();
8923         /*
8924          * Only show locks if all tasks are dumped:
8925          */
8926         if (!state_filter)
8927                 debug_show_all_locks();
8928 }
8929
8930 /**
8931  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
8932  * @idle: task in question
8933  * @cpu: CPU the idle task belongs to
8934  *
8935  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
8936  * flag, to make booting more robust.
8937  */
8938 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
8939 {
8940         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8941         unsigned long flags;
8942
8943         __sched_fork(0, idle);
8944
8945         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
8946         raw_spin_rq_lock(rq);
8947
8948         idle->__state = TASK_RUNNING;
8949         idle->se.exec_start = sched_clock();
8950         /*
8951          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
8952          * look like a proper per-CPU kthread.
8953          */
8954         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
8955         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
8956
8957 #ifdef CONFIG_SMP
8958         /*
8959          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
8960          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
8961          *
8962          * And since this is boot we can forgo the serialization.
8963          */
8964         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
8965 #endif
8966         /*
8967          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
8968          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
8969          * lockdep check in task_group() will fail.
8970          *
8971          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
8972          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
8973          *
8974          * Silence PROVE_RCU
8975          */
8976         rcu_read_lock();
8977         __set_task_cpu(idle, cpu);
8978         rcu_read_unlock();
8979
8980         rq->idle = idle;
8981         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
8982         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
8983 #ifdef CONFIG_SMP
8984         idle->on_cpu = 1;
8985 #endif
8986         raw_spin_rq_unlock(rq);
8987         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
8988
8989         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
8990         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
8991
8992         /*
8993          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
8994          */
8995         idle->sched_class = &idle_sched_class;
8996         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
8997         vtime_init_idle(idle, cpu);
8998 #ifdef CONFIG_SMP
8999         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
9000 #endif
9001 }
9002
9003 #ifdef CONFIG_SMP
9004
9005 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
9006                               const struct cpumask *trial)
9007 {
9008         int ret = 1;
9009
9010         if (cpumask_empty(cur))
9011                 return ret;
9012
9013         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
9014
9015         return ret;
9016 }
9017
9018 int task_can_attach(struct task_struct *p,
9019                     const struct cpumask *cs_effective_cpus)
9020 {
9021         int ret = 0;
9022
9023         /*
9024          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
9025          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
9026          * affinity and isolating such threads by their set of
9027          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
9028          * applicable for such threads.  This prevents checking for
9029          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
9030          * before cpus_mask may be changed.
9031          */
9032         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
9033                 ret = -EINVAL;
9034                 goto out;
9035         }
9036
9037         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
9038                                               cs_effective_cpus)) {
9039                 int cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_effective_cpus);
9040
9041                 if (unlikely(cpu >= nr_cpu_ids))
9042                         return -EINVAL;
9043                 ret = dl_cpu_busy(cpu, p);
9044         }
9045
9046 out:
9047         return ret;
9048 }
9049
9050 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
9051
9052 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9053 /* Migrate current task p to target_cpu */
9054 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
9055 {
9056         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
9057         int curr_cpu = task_cpu(p);
9058
9059         if (curr_cpu == target_cpu)
9060                 return 0;
9061
9062         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
9063                 return -EINVAL;
9064
9065         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
9066
9067         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
9068         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
9069 }
9070
9071 /*
9072  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
9073  * tasks on the runqueues
9074  */
9075 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
9076 {
9077         bool queued, running;
9078         struct rq_flags rf;
9079         struct rq *rq;
9080
9081         rq = task_rq_lock(p, &rf);
9082         queued = task_on_rq_queued(p);
9083         running = task_current(rq, p);
9084
9085         if (queued)
9086                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
9087         if (running)
9088                 put_prev_task(rq, p);
9089
9090         p->numa_preferred_nid = nid;
9091
9092         if (queued)
9093                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
9094         if (running)
9095                 set_next_task(rq, p);
9096         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
9097 }
9098 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9099
9100 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9101 /*
9102  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
9103  * offline.
9104  */
9105 void idle_task_exit(void)
9106 {
9107         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
9108
9109         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
9110         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
9111
9112         if (mm != &init_mm) {
9113                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
9114                 finish_arch_post_lock_switch();
9115         }
9116
9117         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
9118 }
9119
9120 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
9121 {
9122         struct task_struct *p = arg;
9123         struct rq *rq = this_rq();
9124         struct rq_flags rf;
9125         int cpu;
9126
9127         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
9128         rq_lock(rq, &rf);
9129
9130         update_rq_clock(rq);
9131
9132         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
9133                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
9134                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
9135         }
9136
9137         rq_unlock(rq, &rf);
9138         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
9139
9140         put_task_struct(p);
9141
9142         return 0;
9143 }
9144
9145 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
9146
9147 /*
9148  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
9149  *
9150  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
9151  * effective when the hotplug motion is down.
9152  */
9153 static void balance_push(struct rq *rq)
9154 {
9155         struct task_struct *push_task = rq->curr;
9156
9157         lockdep_assert_rq_held(rq);
9158
9159         /*
9160          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
9161          */
9162         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9163
9164         /*
9165          * Only active while going offline and when invoked on the outgoing
9166          * CPU.
9167          */
9168         if (!cpu_dying(rq->cpu) || rq != this_rq())
9169                 return;
9170
9171         /*
9172          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
9173          * required to complete the hotplug process.
9174          */
9175         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
9176             is_migration_disabled(push_task)) {
9177
9178                 /*
9179                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
9180                  * up the hotplug control thread which might wait for the
9181                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
9182                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
9183                  * and can't obviously be running in parallel.
9184                  *
9185                  * On RT kernels this also has to check whether there are
9186                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
9187                  * need to leave the migrate disabled section first.
9188                  */
9189                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
9190                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
9191                         raw_spin_rq_unlock(rq);
9192                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
9193                         raw_spin_rq_lock(rq);
9194                 }
9195                 return;
9196         }
9197
9198         get_task_struct(push_task);
9199         /*
9200          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
9201          * Both preemption and IRQs are still disabled.
9202          */
9203         raw_spin_rq_unlock(rq);
9204         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
9205                             this_cpu_ptr(&push_work));
9206         /*
9207          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
9208          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
9209          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
9210          */
9211         raw_spin_rq_lock(rq);
9212 }
9213
9214 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
9215 {
9216         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9217         struct rq_flags rf;
9218
9219         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9220         if (on) {
9221                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
9222                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9223         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
9224                 rq->balance_callback = NULL;
9225         }
9226         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9227 }
9228
9229 /*
9230  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
9231  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
9232  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
9233  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
9234  */
9235 static void balance_hotplug_wait(void)
9236 {
9237         struct rq *rq = this_rq();
9238
9239         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
9240                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
9241                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
9242 }
9243
9244 #else
9245
9246 static inline void balance_push(struct rq *rq)
9247 {
9248 }
9249
9250 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
9251 {
9252 }
9253
9254 static inline void balance_hotplug_wait(void)
9255 {
9256 }
9257
9258 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
9259
9260 void set_rq_online(struct rq *rq)
9261 {
9262         if (!rq->online) {
9263                 const struct sched_class *class;
9264
9265                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9266                 rq->online = 1;
9267
9268                 for_each_class(class) {
9269                         if (class->rq_online)
9270                                 class->rq_online(rq);
9271                 }
9272         }
9273 }
9274
9275 void set_rq_offline(struct rq *rq)
9276 {
9277         if (rq->online) {
9278                 const struct sched_class *class;
9279
9280                 for_each_class(class) {
9281                         if (class->rq_offline)
9282                                 class->rq_offline(rq);
9283                 }
9284
9285                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9286                 rq->online = 0;
9287         }
9288 }
9289
9290 /*
9291  * used to mark begin/end of suspend/resume:
9292  */
9293 static int num_cpus_frozen;
9294
9295 /*
9296  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
9297  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
9298  * around partition_sched_domains().
9299  *
9300  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
9301  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
9302  */
9303 static void cpuset_cpu_active(void)
9304 {
9305         if (cpuhp_tasks_frozen) {
9306                 /*
9307                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
9308                  * resume sequence. As long as this is not the last online
9309                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
9310                  * domain, ignoring cpusets.
9311                  */
9312                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9313                 if (--num_cpus_frozen)
9314                         return;
9315                 /*
9316                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
9317                  * restore the original sched domains by considering the
9318                  * cpuset configurations.
9319                  */
9320                 cpuset_force_rebuild();
9321         }
9322         cpuset_update_active_cpus();
9323 }
9324
9325 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
9326 {
9327         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
9328                 int ret = dl_cpu_busy(cpu, NULL);
9329
9330                 if (ret)
9331                         return ret;
9332                 cpuset_update_active_cpus();
9333         } else {
9334                 num_cpus_frozen++;
9335                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9336         }
9337         return 0;
9338 }
9339
9340 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
9341 {
9342         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9343         struct rq_flags rf;
9344
9345         /*
9346          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
9347          * regular tasks.
9348          */
9349         balance_push_set(cpu, false);
9350
9351 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9352         /*
9353          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
9354          */
9355         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9356                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
9357 #endif
9358         set_cpu_active(cpu, true);
9359
9360         if (sched_smp_initialized) {
9361                 sched_update_numa(cpu, true);
9362                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
9363                 cpuset_cpu_active();
9364         }
9365
9366         /*
9367          * Put the rq online, if not already. This happens:
9368          *
9369          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
9370          *    after all CPUs have been brought up.
9371          *
9372          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
9373          *    domains.
9374          */
9375         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9376         if (rq->rd) {
9377                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9378                 set_rq_online(rq);
9379         }
9380         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9381
9382         return 0;
9383 }
9384
9385 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
9386 {
9387         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9388         struct rq_flags rf;
9389         int ret;
9390
9391         /*
9392          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
9393          * load balancing when not active
9394          */
9395         nohz_balance_exit_idle(rq);
9396
9397         set_cpu_active(cpu, false);
9398
9399         /*
9400          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
9401          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
9402          * push those tasks away until this gets cleared, see
9403          * sched_cpu_dying().
9404          */
9405         balance_push_set(cpu, true);
9406
9407         /*
9408          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
9409          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
9410          * all new such users will observe it.
9411          *
9412          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
9413          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
9414          *
9415          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
9416          */
9417         synchronize_rcu();
9418
9419         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9420         if (rq->rd) {
9421                 update_rq_clock(rq);
9422                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9423                 set_rq_offline(rq);
9424         }
9425         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9426
9427 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9428         /*
9429          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
9430          */
9431         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9432                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
9433
9434         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
9435 #endif
9436
9437         if (!sched_smp_initialized)
9438                 return 0;
9439
9440         sched_update_numa(cpu, false);
9441         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
9442         if (ret) {
9443                 balance_push_set(cpu, false);
9444                 set_cpu_active(cpu, true);
9445                 sched_update_numa(cpu, true);
9446                 return ret;
9447         }
9448         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
9449         return 0;
9450 }
9451
9452 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
9453 {
9454         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9455
9456         rq->calc_load_update = calc_load_update;
9457         update_max_interval();
9458 }
9459
9460 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
9461 {
9462         sched_core_cpu_starting(cpu);
9463         sched_rq_cpu_starting(cpu);
9464         sched_tick_start(cpu);
9465         return 0;
9466 }
9467
9468 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9469
9470 /*
9471  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
9472  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
9473  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
9474  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
9475  * any of those which might be on the way out are gone.
9476  *
9477  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
9478  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
9479  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
9480  */
9481 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
9482 {
9483         balance_hotplug_wait();
9484         return 0;
9485 }
9486
9487 /*
9488  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
9489  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
9490  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
9491  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
9492  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
9493  *
9494  * Also see the comment "Global load-average calculations".
9495  */
9496 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
9497 {
9498         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
9499
9500         if (delta)
9501                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9502 }
9503
9504 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9505 {
9506         struct task_struct *g, *p;
9507         int cpu = cpu_of(rq);
9508
9509         lockdep_assert_rq_held(rq);
9510
9511         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9512         for_each_process_thread(g, p) {
9513                 if (task_cpu(p) != cpu)
9514                         continue;
9515
9516                 if (!task_on_rq_queued(p))
9517                         continue;
9518
9519                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9520         }
9521 }
9522
9523 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9524 {
9525         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9526         struct rq_flags rf;
9527
9528         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9529         sched_tick_stop(cpu);
9530
9531         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9532         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9533                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9534                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9535         }
9536         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9537
9538         calc_load_migrate(rq);
9539         update_max_interval();
9540         hrtick_clear(rq);
9541         sched_core_cpu_dying(cpu);
9542         return 0;
9543 }
9544 #endif
9545
9546 void __init sched_init_smp(void)
9547 {
9548         sched_init_numa(NUMA_NO_NODE);
9549
9550         /*
9551          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9552          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9553          * happen.
9554          */
9555         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9556         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9557         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9558
9559         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9560         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN)) < 0)
9561                 BUG();
9562         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9563         sched_init_granularity();
9564
9565         init_sched_rt_class();
9566         init_sched_dl_class();
9567
9568         sched_smp_initialized = true;
9569 }
9570
9571 static int __init migration_init(void)
9572 {
9573         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9574         return 0;
9575 }
9576 early_initcall(migration_init);
9577
9578 #else
9579 void __init sched_init_smp(void)
9580 {
9581         sched_init_granularity();
9582 }
9583 #endif /* CONFIG_SMP */
9584
9585 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9586 {
9587         return in_lock_functions(addr) ||
9588                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9589                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9590 }
9591
9592 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9593 /*
9594  * Default task group.
9595  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9596  */
9597 struct task_group root_task_group;
9598 LIST_HEAD(task_groups);
9599
9600 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9601 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
9602 #endif
9603
9604 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
9605 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_rq_mask);
9606
9607 void __init sched_init(void)
9608 {
9609         unsigned long ptr = 0;
9610         int i;
9611
9612         /* Make sure the linker didn't screw up */
9613         BUG_ON(&idle_sched_class != &fair_sched_class + 1 ||
9614                &fair_sched_class != &rt_sched_class + 1 ||
9615                &rt_sched_class   != &dl_sched_class + 1);
9616 #ifdef CONFIG_SMP
9617         BUG_ON(&dl_sched_class != &stop_sched_class + 1);
9618 #endif
9619
9620         wait_bit_init();
9621
9622 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9623         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9624 #endif
9625 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9626         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9627 #endif
9628         if (ptr) {
9629                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9630
9631 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9632                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9633                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9634
9635                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9636                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9637
9638                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9639                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9640 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9641 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9642                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9643                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9644
9645                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9646                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9647
9648 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9649         }
9650 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
9651         for_each_possible_cpu(i) {
9652                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9653                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9654                 per_cpu(select_rq_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9655                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9656         }
9657 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
9658
9659         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9660
9661 #ifdef CONFIG_SMP
9662         init_defrootdomain();
9663 #endif
9664
9665 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9666         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9667                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9668 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9669
9670 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9671         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9672
9673         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9674         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9675         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9676         autogroup_init(&init_task);
9677 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9678
9679         for_each_possible_cpu(i) {
9680                 struct rq *rq;
9681
9682                 rq = cpu_rq(i);
9683                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9684                 rq->nr_running = 0;
9685                 rq->calc_load_active = 0;
9686                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9687                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9688                 init_rt_rq(&rq->rt);
9689                 init_dl_rq(&rq->dl);
9690 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9691                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9692                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9693                 /*
9694                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9695                  *
9696                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9697                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9698                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9699                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9700                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9701                  * (se->load.weight).
9702                  *
9703                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9704                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9705                  * then A0's share of the CPU resource is:
9706                  *
9707                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9708                  *
9709                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9710                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9711                  */
9712                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9713 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9714
9715                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9716 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9717                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9718 #endif
9719 #ifdef CONFIG_SMP
9720                 rq->sd = NULL;
9721                 rq->rd = NULL;
9722                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9723                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9724                 rq->active_balance = 0;
9725                 rq->next_balance = jiffies;
9726                 rq->push_cpu = 0;
9727                 rq->cpu = i;
9728                 rq->online = 0;
9729                 rq->idle_stamp = 0;
9730                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9731                 rq->wake_stamp = jiffies;
9732                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9733                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9734
9735                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9736
9737                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9738 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9739                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9740                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9741
9742                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9743 #endif
9744 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9745                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9746 #endif
9747 #endif /* CONFIG_SMP */
9748                 hrtick_rq_init(rq);
9749                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9750
9751 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9752                 rq->core = rq;
9753                 rq->core_pick = NULL;
9754                 rq->core_enabled = 0;
9755                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9756                 rq->core_forceidle_count = 0;
9757                 rq->core_forceidle_occupation = 0;
9758                 rq->core_forceidle_start = 0;
9759
9760                 rq->core_cookie = 0UL;
9761 #endif
9762         }
9763
9764         set_load_weight(&init_task, false);
9765
9766         /*
9767          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9768          */
9769         mmgrab(&init_mm);
9770         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9771
9772         /*
9773          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
9774          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
9775          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
9776          * kthreads.
9777          */
9778         WARN_ON(!set_kthread_struct(current));
9779
9780         /*
9781          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9782          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9783          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9784          * when this runqueue becomes "idle".
9785          */
9786         init_idle(current, smp_processor_id());
9787
9788         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9789
9790 #ifdef CONFIG_SMP
9791         idle_thread_set_boot_cpu();
9792         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9793 #endif
9794         init_sched_fair_class();
9795
9796         psi_init();
9797
9798         init_uclamp();
9799
9800         preempt_dynamic_init();
9801
9802         scheduler_running = 1;
9803 }
9804
9805 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9806
9807 void __might_sleep(const char *file, int line)
9808 {
9809         unsigned int state = get_current_state();
9810         /*
9811          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9812          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9813          * otherwise we will destroy state.
9814          */
9815         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9816                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9817                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
9818                         (void *)current->task_state_change,
9819                         (void *)current->task_state_change);
9820
9821         __might_resched(file, line, 0);
9822 }
9823 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9824
9825 static void print_preempt_disable_ip(int preempt_offset, unsigned long ip)
9826 {
9827         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT))
9828                 return;
9829
9830         if (preempt_count() == preempt_offset)
9831                 return;
9832
9833         pr_err("Preemption disabled at:");
9834         print_ip_sym(KERN_ERR, ip);
9835 }
9836
9837 static inline bool resched_offsets_ok(unsigned int offsets)
9838 {
9839         unsigned int nested = preempt_count();
9840
9841         nested += rcu_preempt_depth() << MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT;
9842
9843         return nested == offsets;
9844 }
9845
9846 void __might_resched(const char *file, int line, unsigned int offsets)
9847 {
9848         /* Ratelimiting timestamp: */
9849         static unsigned long prev_jiffy;
9850
9851         unsigned long preempt_disable_ip;
9852
9853         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9854         rcu_sleep_check();
9855
9856         if ((resched_offsets_ok(offsets) && !irqs_disabled() &&
9857              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9858             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9859             oops_in_progress)
9860                 return;
9861
9862         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9863                 return;
9864         prev_jiffy = jiffies;
9865
9866         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9867         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9868
9869         pr_err("BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9870                file, line);
9871         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9872                in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9873                current->pid, current->comm);
9874         pr_err("preempt_count: %x, expected: %x\n", preempt_count(),
9875                offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK);
9876
9877         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) {
9878                 pr_err("RCU nest depth: %d, expected: %u\n",
9879                        rcu_preempt_depth(), offsets >> MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT);
9880         }
9881
9882         if (task_stack_end_corrupted(current))
9883                 pr_emerg("Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9884
9885         debug_show_held_locks(current);
9886         if (irqs_disabled())
9887                 print_irqtrace_events(current);
9888
9889         print_preempt_disable_ip(offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK,
9890                                  preempt_disable_ip);
9891
9892         dump_stack();
9893         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9894 }
9895 EXPORT_SYMBOL(__might_resched);
9896
9897 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9898 {
9899         static unsigned long prev_jiffy;
9900
9901         if (irqs_disabled())
9902                 return;
9903
9904         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9905                 return;
9906
9907         if (preempt_count() > preempt_offset)
9908                 return;
9909
9910         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9911                 return;
9912         prev_jiffy = jiffies;
9913
9914         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
9915         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9916                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9917                         current->pid, current->comm);
9918
9919         debug_show_held_locks(current);
9920         dump_stack();
9921         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9922 }
9923 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
9924
9925 #ifdef CONFIG_SMP
9926 void __cant_migrate(const char *file, int line)
9927 {
9928         static unsigned long prev_jiffy;
9929
9930         if (irqs_disabled())
9931                 return;
9932
9933         if (is_migration_disabled(current))
9934                 return;
9935
9936         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9937                 return;
9938
9939         if (preempt_count() > 0)
9940                 return;
9941
9942         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9943                 return;
9944         prev_jiffy = jiffies;
9945
9946         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
9947         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
9948                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
9949                current->pid, current->comm);
9950
9951         debug_show_held_locks(current);
9952         dump_stack();
9953         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9954 }
9955 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
9956 #endif
9957 #endif
9958
9959 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9960 void normalize_rt_tasks(void)
9961 {
9962         struct task_struct *g, *p;
9963         struct sched_attr attr = {
9964                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
9965         };
9966
9967         read_lock(&tasklist_lock);
9968         for_each_process_thread(g, p) {
9969                 /*
9970                  * Only normalize user tasks:
9971                  */
9972                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
9973                         continue;
9974
9975                 p->se.exec_start = 0;
9976                 schedstat_set(p->stats.wait_start,  0);
9977                 schedstat_set(p->stats.sleep_start, 0);
9978                 schedstat_set(p->stats.block_start, 0);
9979
9980                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
9981                         /*
9982                          * Renice negative nice level userspace
9983                          * tasks back to 0:
9984                          */
9985                         if (task_nice(p) < 0)
9986                                 set_user_nice(p, 0);
9987                         continue;
9988                 }
9989
9990                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
9991         }
9992         read_unlock(&tasklist_lock);
9993 }
9994
9995 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9996
9997 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
9998 /*
9999  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
10000  *
10001  * They can only be called when the whole system has been
10002  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
10003  * activity can take place. Using them for anything else would
10004  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
10005  * under any other configuration.
10006  */
10007
10008 /**
10009  * curr_task - return the current task for a given CPU.
10010  * @cpu: the processor in question.
10011  *
10012  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10013  *
10014  * Return: The current task for @cpu.
10015  */
10016 struct task_struct *curr_task(int cpu)
10017 {
10018         return cpu_curr(cpu);
10019 }
10020
10021 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
10022
10023 #ifdef CONFIG_IA64
10024 /**
10025  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
10026  * @cpu: the processor in question.
10027  * @p: the task pointer to set.
10028  *
10029  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
10030  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
10031  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
10032  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
10033  * and caller must save the original value of the current task (see
10034  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
10035  * re-starting the system.
10036  *
10037  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10038  */
10039 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
10040 {
10041         cpu_curr(cpu) = p;
10042 }
10043
10044 #endif
10045
10046 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
10047 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
10048 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
10049
10050 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
10051                                             struct task_group *parent)
10052 {
10053 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10054         enum uclamp_id clamp_id;
10055
10056         for_each_clamp_id(clamp_id) {
10057                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
10058                               uclamp_none(clamp_id), false);
10059                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
10060         }
10061 #endif
10062 }
10063
10064 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
10065 {
10066         free_fair_sched_group(tg);
10067         free_rt_sched_group(tg);
10068         autogroup_free(tg);
10069         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
10070 }
10071
10072 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rcu)
10073 {
10074         sched_free_group(container_of(rcu, struct task_group, rcu));
10075 }
10076
10077 static void sched_unregister_group(struct task_group *tg)
10078 {
10079         unregister_fair_sched_group(tg);
10080         unregister_rt_sched_group(tg);
10081         /*
10082          * We have to wait for yet another RCU grace period to expire, as
10083          * print_cfs_stats() might run concurrently.
10084          */
10085         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
10086 }
10087
10088 /* allocate runqueue etc for a new task group */
10089 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
10090 {
10091         struct task_group *tg;
10092
10093         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
10094         if (!tg)
10095                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10096
10097         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
10098                 goto err;
10099
10100         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
10101                 goto err;
10102
10103         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
10104
10105         return tg;
10106
10107 err:
10108         sched_free_group(tg);
10109         return ERR_PTR(-ENOMEM);
10110 }
10111
10112 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10113 {
10114         unsigned long flags;
10115
10116         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10117         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
10118
10119         /* Root should already exist: */
10120         WARN_ON(!parent);
10121
10122         tg->parent = parent;
10123         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
10124         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
10125         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10126
10127         online_fair_sched_group(tg);
10128 }
10129
10130 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
10131 static void sched_unregister_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
10132 {
10133         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
10134         sched_unregister_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
10135 }
10136
10137 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
10138 {
10139         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
10140         call_rcu(&tg->rcu, sched_unregister_group_rcu);
10141 }
10142
10143 void sched_release_group(struct task_group *tg)
10144 {
10145         unsigned long flags;
10146
10147         /*
10148          * Unlink first, to avoid walk_tg_tree_from() from finding us (via
10149          * sched_cfs_period_timer()).
10150          *
10151          * For this to be effective, we have to wait for all pending users of
10152          * this task group to leave their RCU critical section to ensure no new
10153          * user will see our dying task group any more. Specifically ensure
10154          * that tg_unthrottle_up() won't add decayed cfs_rq's to it.
10155          *
10156          * We therefore defer calling unregister_fair_sched_group() to
10157          * sched_unregister_group() which is guarantied to get called only after the
10158          * current RCU grace period has expired.
10159          */
10160         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10161         list_del_rcu(&tg->list);
10162         list_del_rcu(&tg->siblings);
10163         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10164 }
10165
10166 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
10167 {
10168         struct task_group *tg;
10169
10170         /*
10171          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
10172          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
10173          * to prevent lockdep warnings.
10174          */
10175         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
10176                           struct task_group, css);
10177         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
10178         tsk->sched_task_group = tg;
10179
10180 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10181         if (tsk->sched_class->task_change_group)
10182                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
10183         else
10184 #endif
10185                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
10186 }
10187
10188 /*
10189  * Change task's runqueue when it moves between groups.
10190  *
10191  * The caller of this function should have put the task in its new group by
10192  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
10193  * its new group.
10194  */
10195 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
10196 {
10197         int queued, running, queue_flags =
10198                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
10199         struct rq_flags rf;
10200         struct rq *rq;
10201
10202         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
10203         update_rq_clock(rq);
10204
10205         running = task_current(rq, tsk);
10206         queued = task_on_rq_queued(tsk);
10207
10208         if (queued)
10209                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
10210         if (running)
10211                 put_prev_task(rq, tsk);
10212
10213         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
10214
10215         if (queued)
10216                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
10217         if (running) {
10218                 set_next_task(rq, tsk);
10219                 /*
10220                  * After changing group, the running task may have joined a
10221                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
10222                  * resched to make sure that task can still run.
10223                  */
10224                 resched_curr(rq);
10225         }
10226
10227         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
10228 }
10229
10230 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
10231 {
10232         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
10233 }
10234
10235 static struct cgroup_subsys_state *
10236 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
10237 {
10238         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
10239         struct task_group *tg;
10240
10241         if (!parent) {
10242                 /* This is early initialization for the top cgroup */
10243                 return &root_task_group.css;
10244         }
10245
10246         tg = sched_create_group(parent);
10247         if (IS_ERR(tg))
10248                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10249
10250         return &tg->css;
10251 }
10252
10253 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
10254 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
10255 {
10256         struct task_group *tg = css_tg(css);
10257         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
10258
10259         if (parent)
10260                 sched_online_group(tg, parent);
10261
10262 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10263         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
10264         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10265         rcu_read_lock();
10266         cpu_util_update_eff(css);
10267         rcu_read_unlock();
10268         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10269 #endif
10270
10271         return 0;
10272 }
10273
10274 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
10275 {
10276         struct task_group *tg = css_tg(css);
10277
10278         sched_release_group(tg);
10279 }
10280
10281 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
10282 {
10283         struct task_group *tg = css_tg(css);
10284
10285         /*
10286          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
10287          */
10288         sched_unregister_group(tg);
10289 }
10290
10291 /*
10292  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
10293  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
10294  */
10295 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
10296 {
10297         struct rq_flags rf;
10298         struct rq *rq;
10299
10300         rq = task_rq_lock(task, &rf);
10301
10302         update_rq_clock(rq);
10303         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
10304
10305         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
10306 }
10307
10308 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10309 {
10310         struct task_struct *task;
10311         struct cgroup_subsys_state *css;
10312         int ret = 0;
10313
10314         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
10315 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10316                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
10317                         return -EINVAL;
10318 #endif
10319                 /*
10320                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
10321                  * running, we're sure to observe its full state.
10322                  */
10323                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
10324                 /*
10325                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
10326                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
10327                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
10328                  */
10329                 if (READ_ONCE(task->__state) == TASK_NEW)
10330                         ret = -EINVAL;
10331                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
10332
10333                 if (ret)
10334                         break;
10335         }
10336         return ret;
10337 }
10338
10339 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10340 {
10341         struct task_struct *task;
10342         struct cgroup_subsys_state *css;
10343
10344         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
10345                 sched_move_task(task);
10346 }
10347
10348 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10349 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
10350 {
10351         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
10352         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
10353         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
10354         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
10355         enum uclamp_id clamp_id;
10356         unsigned int clamps;
10357
10358         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
10359         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
10360
10361         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
10362                 uc_parent = css_tg(css)->parent
10363                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
10364
10365                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10366                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
10367                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
10368                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
10369                         if (uc_parent &&
10370                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
10371                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
10372                         }
10373                 }
10374                 /* Ensure protection is always capped by limit */
10375                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
10376
10377                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
10378                 clamps = 0x0;
10379                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
10380                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10381                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
10382                                 continue;
10383                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
10384                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
10385                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
10386                 }
10387                 if (!clamps) {
10388                         css = css_rightmost_descendant(css);
10389                         continue;
10390                 }
10391
10392                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
10393                 uclamp_update_active_tasks(css);
10394         }
10395 }
10396
10397 /*
10398  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
10399  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
10400  * character constant, use two levels of macros.
10401  */
10402 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
10403 #define POW10(exp) _POW10(exp)
10404
10405 struct uclamp_request {
10406 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
10407 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
10408         s64 percent;
10409         u64 util;
10410         int ret;
10411 };
10412
10413 static inline struct uclamp_request
10414 capacity_from_percent(char *buf)
10415 {
10416         struct uclamp_request req = {
10417                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
10418                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
10419                 .ret = 0,
10420         };
10421
10422         buf = strim(buf);
10423         if (strcmp(buf, "max")) {
10424                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
10425                                              &req.percent);
10426                 if (req.ret)
10427                         return req;
10428                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
10429                         req.ret = -ERANGE;
10430                         return req;
10431                 }
10432
10433                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
10434                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
10435         }
10436
10437         return req;
10438 }
10439
10440 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
10441                                 size_t nbytes, loff_t off,
10442                                 enum uclamp_id clamp_id)
10443 {
10444         struct uclamp_request req;
10445         struct task_group *tg;
10446
10447         req = capacity_from_percent(buf);
10448         if (req.ret)
10449                 return req.ret;
10450
10451         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
10452
10453         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10454         rcu_read_lock();
10455
10456         tg = css_tg(of_css(of));
10457         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
10458                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
10459
10460         /*
10461          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
10462          * exact requested value
10463          */
10464         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
10465
10466         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
10467         cpu_util_update_eff(of_css(of));
10468
10469         rcu_read_unlock();
10470         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10471
10472         return nbytes;
10473 }
10474
10475 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
10476                                     char *buf, size_t nbytes,
10477                                     loff_t off)
10478 {
10479         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
10480 }
10481
10482 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10483                                     char *buf, size_t nbytes,
10484                                     loff_t off)
10485 {
10486         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
10487 }
10488
10489 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
10490                                     enum uclamp_id clamp_id)
10491 {
10492         struct task_group *tg;
10493         u64 util_clamp;
10494         u64 percent;
10495         u32 rem;
10496
10497         rcu_read_lock();
10498         tg = css_tg(seq_css(sf));
10499         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
10500         rcu_read_unlock();
10501
10502         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
10503                 seq_puts(sf, "max\n");
10504                 return;
10505         }
10506
10507         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
10508         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
10509         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
10510 }
10511
10512 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
10513 {
10514         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
10515         return 0;
10516 }
10517
10518 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10519 {
10520         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
10521         return 0;
10522 }
10523 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
10524
10525 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10526 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10527                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
10528 {
10529         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
10530                 shareval = MAX_SHARES;
10531         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
10532 }
10533
10534 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10535                                struct cftype *cft)
10536 {
10537         struct task_group *tg = css_tg(css);
10538
10539         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
10540 }
10541
10542 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10543 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
10544
10545 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
10546 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
10547 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
10548 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
10549
10550 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
10551
10552 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
10553                                 u64 burst)
10554 {
10555         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
10556         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10557
10558         if (tg == &root_task_group)
10559                 return -EINVAL;
10560
10561         /*
10562          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10563          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10564          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10565          */
10566         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10567                 return -EINVAL;
10568
10569         /*
10570          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10571          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10572          * feasibility.
10573          */
10574         if (period > max_cfs_quota_period)
10575                 return -EINVAL;
10576
10577         /*
10578          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10579          */
10580         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10581                 return -EINVAL;
10582
10583         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10584                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10585                 return -EINVAL;
10586
10587         /*
10588          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10589          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10590          */
10591         cpus_read_lock();
10592         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
10593         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10594         if (ret)
10595                 goto out_unlock;
10596
10597         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10598         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10599         /*
10600          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10601          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10602          */
10603         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10604                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10605         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
10606         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10607         cfs_b->quota = quota;
10608         cfs_b->burst = burst;
10609
10610         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10611
10612         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
10613         if (runtime_enabled)
10614                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10615
10616         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
10617
10618         for_each_online_cpu(i) {
10619                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10620                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10621                 struct rq_flags rf;
10622
10623                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10624                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10625                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10626
10627                 if (cfs_rq->throttled)
10628                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10629                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10630         }
10631         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10632                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10633 out_unlock:
10634         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
10635         cpus_read_unlock();
10636
10637         return ret;
10638 }
10639
10640 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10641 {
10642         u64 quota, period, burst;
10643
10644         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10645         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10646         if (cfs_quota_us < 0)
10647                 quota = RUNTIME_INF;
10648         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10649                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10650         else
10651                 return -EINVAL;
10652
10653         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10654 }
10655
10656 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10657 {
10658         u64 quota_us;
10659
10660         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10661                 return -1;
10662
10663         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10664         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10665
10666         return quota_us;
10667 }
10668
10669 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10670 {
10671         u64 quota, period, burst;
10672
10673         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10674                 return -EINVAL;
10675
10676         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10677         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10678         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10679
10680         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10681 }
10682
10683 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10684 {
10685         u64 cfs_period_us;
10686
10687         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10688         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10689
10690         return cfs_period_us;
10691 }
10692
10693 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10694 {
10695         u64 quota, period, burst;
10696
10697         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10698                 return -EINVAL;
10699
10700         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10701         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10702         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10703
10704         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10705 }
10706
10707 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10708 {
10709         u64 burst_us;
10710
10711         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10712         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10713
10714         return burst_us;
10715 }
10716
10717 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10718                                   struct cftype *cft)
10719 {
10720         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10721 }
10722
10723 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10724                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10725 {
10726         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10727 }
10728
10729 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10730                                    struct cftype *cft)
10731 {
10732         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10733 }
10734
10735 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10736                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10737 {
10738         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10739 }
10740
10741 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10742                                   struct cftype *cft)
10743 {
10744         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10745 }
10746
10747 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10748                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10749 {
10750         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10751 }
10752
10753 struct cfs_schedulable_data {
10754         struct task_group *tg;
10755         u64 period, quota;
10756 };
10757
10758 /*
10759  * normalize group quota/period to be quota/max_period
10760  * note: units are usecs
10761  */
10762 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
10763                                struct cfs_schedulable_data *d)
10764 {
10765         u64 quota, period;
10766
10767         if (tg == d->tg) {
10768                 period = d->period;
10769                 quota = d->quota;
10770         } else {
10771                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10772                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10773         }
10774
10775         /* note: these should typically be equivalent */
10776         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10777                 return RUNTIME_INF;
10778
10779         return to_ratio(period, quota);
10780 }
10781
10782 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10783 {
10784         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10785         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10786         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10787
10788         if (!tg->parent) {
10789                 quota = RUNTIME_INF;
10790         } else {
10791                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
10792
10793                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10794                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10795
10796                 /*
10797                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10798                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10799                  * limit is set:
10800                  */
10801                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10802                         quota = min(quota, parent_quota);
10803                 } else {
10804                         if (quota == RUNTIME_INF)
10805                                 quota = parent_quota;
10806                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10807                                 return -EINVAL;
10808                 }
10809         }
10810         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10811
10812         return 0;
10813 }
10814
10815 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10816 {
10817         int ret;
10818         struct cfs_schedulable_data data = {
10819                 .tg = tg,
10820                 .period = period,
10821                 .quota = quota,
10822         };
10823
10824         if (quota != RUNTIME_INF) {
10825                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10826                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10827         }
10828
10829         rcu_read_lock();
10830         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10831         rcu_read_unlock();
10832
10833         return ret;
10834 }
10835
10836 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10837 {
10838         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10839         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10840
10841         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10842         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10843         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10844
10845         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10846                 struct sched_statistics *stats;
10847                 u64 ws = 0;
10848                 int i;
10849
10850                 for_each_possible_cpu(i) {
10851                         stats = __schedstats_from_se(tg->se[i]);
10852                         ws += schedstat_val(stats->wait_sum);
10853                 }
10854
10855                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10856         }
10857
10858         seq_printf(sf, "nr_bursts %d\n", cfs_b->nr_burst);
10859         seq_printf(sf, "burst_time %llu\n", cfs_b->burst_time);
10860
10861         return 0;
10862 }
10863 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10864 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10865
10866 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10867 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10868                                 struct cftype *cft, s64 val)
10869 {
10870         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10871 }
10872
10873 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10874                                struct cftype *cft)
10875 {
10876         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10877 }
10878
10879 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10880                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10881 {
10882         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10883 }
10884
10885 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10886                                    struct cftype *cft)
10887 {
10888         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10889 }
10890 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10891
10892 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10893 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10894                                struct cftype *cft)
10895 {
10896         return css_tg(css)->idle;
10897 }
10898
10899 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10900                                 struct cftype *cft, s64 idle)
10901 {
10902         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
10903 }
10904 #endif
10905
10906 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10907 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10908         {
10909                 .name = "shares",
10910                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10911                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10912         },
10913         {
10914                 .name = "idle",
10915                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10916                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10917         },
10918 #endif
10919 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10920         {
10921                 .name = "cfs_quota_us",
10922                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10923                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10924         },
10925         {
10926                 .name = "cfs_period_us",
10927                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10928                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10929         },
10930         {
10931                 .name = "cfs_burst_us",
10932                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10933                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10934         },
10935         {
10936                 .name = "stat",
10937                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10938         },
10939 #endif
10940 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10941         {
10942                 .name = "rt_runtime_us",
10943                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
10944                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
10945         },
10946         {
10947                 .name = "rt_period_us",
10948                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
10949                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
10950         },
10951 #endif
10952 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10953         {
10954                 .name = "uclamp.min",
10955                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10956                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10957                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10958         },
10959         {
10960                 .name = "uclamp.max",
10961                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10962                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10963                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10964         },
10965 #endif
10966         { }     /* Terminate */
10967 };
10968
10969 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
10970                                struct cgroup_subsys_state *css)
10971 {
10972 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10973         {
10974                 struct task_group *tg = css_tg(css);
10975                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10976                 u64 throttled_usec, burst_usec;
10977
10978                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
10979                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
10980                 burst_usec = cfs_b->burst_time;
10981                 do_div(burst_usec, NSEC_PER_USEC);
10982
10983                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
10984                            "nr_throttled %d\n"
10985                            "throttled_usec %llu\n"
10986                            "nr_bursts %d\n"
10987                            "burst_usec %llu\n",
10988                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
10989                            throttled_usec, cfs_b->nr_burst, burst_usec);
10990         }
10991 #endif
10992         return 0;
10993 }
10994
10995 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10996 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10997                                struct cftype *cft)
10998 {
10999         struct task_group *tg = css_tg(css);
11000         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
11001
11002         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
11003 }
11004
11005 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11006                                 struct cftype *cft, u64 weight)
11007 {
11008         /*
11009          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
11010          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
11011          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
11012          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
11013          * the original value over the entire range.
11014          */
11015         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
11016                 return -ERANGE;
11017
11018         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
11019
11020         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11021 }
11022
11023 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11024                                     struct cftype *cft)
11025 {
11026         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
11027         int last_delta = INT_MAX;
11028         int prio, delta;
11029
11030         /* find the closest nice value to the current weight */
11031         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
11032                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
11033                 if (delta >= last_delta)
11034                         break;
11035                 last_delta = delta;
11036         }
11037
11038         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
11039 }
11040
11041 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11042                                      struct cftype *cft, s64 nice)
11043 {
11044         unsigned long weight;
11045         int idx;
11046
11047         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
11048                 return -ERANGE;
11049
11050         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
11051         idx = array_index_nospec(idx, 40);
11052         weight = sched_prio_to_weight[idx];
11053
11054         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11055 }
11056 #endif
11057
11058 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
11059                                                   long period, long quota)
11060 {
11061         if (quota < 0)
11062                 seq_puts(sf, "max");
11063         else
11064                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
11065
11066         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
11067 }
11068
11069 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
11070 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
11071                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
11072 {
11073         char tok[21];   /* U64_MAX */
11074
11075         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
11076                 return -EINVAL;
11077
11078         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
11079
11080         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
11081                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
11082         else if (!strcmp(tok, "max"))
11083                 *quotap = RUNTIME_INF;
11084         else
11085                 return -EINVAL;
11086
11087         return 0;
11088 }
11089
11090 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11091 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
11092 {
11093         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11094
11095         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
11096         return 0;
11097 }
11098
11099 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
11100                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
11101 {
11102         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
11103         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
11104         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
11105         u64 quota;
11106         int ret;
11107
11108         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
11109         if (!ret)
11110                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
11111         return ret ?: nbytes;
11112 }
11113 #endif
11114
11115 static struct cftype cpu_files[] = {
11116 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11117         {
11118                 .name = "weight",
11119                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11120                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
11121                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
11122         },
11123         {
11124                 .name = "weight.nice",
11125                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11126                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
11127                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
11128         },
11129         {
11130                 .name = "idle",
11131                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11132                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11133                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11134         },
11135 #endif
11136 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11137         {
11138                 .name = "max",
11139                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11140                 .seq_show = cpu_max_show,
11141                 .write = cpu_max_write,
11142         },
11143         {
11144                 .name = "max.burst",
11145                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11146                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11147                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11148         },
11149 #endif
11150 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11151         {
11152                 .name = "uclamp.min",
11153                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11154                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11155                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11156         },
11157         {
11158                 .name = "uclamp.max",
11159                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11160                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11161                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11162         },
11163 #endif
11164         { }     /* terminate */
11165 };
11166
11167 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
11168         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
11169         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
11170         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
11171         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
11172         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
11173         .fork           = cpu_cgroup_fork,
11174         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
11175         .attach         = cpu_cgroup_attach,
11176         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
11177         .dfl_cftypes    = cpu_files,
11178         .early_init     = true,
11179         .threaded       = true,
11180 };
11181
11182 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
11183
11184 void dump_cpu_task(int cpu)
11185 {
11186         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
11187         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
11188 }
11189
11190 /*
11191  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
11192  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
11193  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
11194  * that remained on nice 0.
11195  *
11196  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
11197  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
11198  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
11199  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
11200  * the relative distance between them is ~25%.)
11201  */
11202 const int sched_prio_to_weight[40] = {
11203  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
11204  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
11205  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
11206  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
11207  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
11208  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
11209  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
11210  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
11211 };
11212
11213 /*
11214  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
11215  *
11216  * In cases where the weight does not change often, we can use the
11217  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
11218  * into multiplications:
11219  */
11220 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
11221  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
11222  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
11223  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
11224  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
11225  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
11226  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
11227  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
11228  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
11229 };
11230
11231 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
11232 {
11233         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
11234 }