Merge tag 'for-5.14-rc1-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kdave...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #define CREATE_TRACE_POINTS
10 #include <trace/events/sched.h>
11 #undef CREATE_TRACE_POINTS
12
13 #include "sched.h"
14
15 #include <linux/nospec.h>
16
17 #include <linux/kcov.h>
18 #include <linux/scs.h>
19
20 #include <asm/switch_to.h>
21 #include <asm/tlb.h>
22
23 #include "../workqueue_internal.h"
24 #include "../../fs/io-wq.h"
25 #include "../smpboot.h"
26
27 #include "pelt.h"
28 #include "smp.h"
29
30 /*
31  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
32  * associated with them) to allow external modules to probe them.
33  */
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
39 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
40 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
44
45 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
46
47 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
48 /*
49  * Debugging: various feature bits
50  *
51  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
52  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
53  * at compile time and compiler optimization based on features default.
54  */
55 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
56         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
57 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
58 #include "features.h"
59         0;
60 #undef SCHED_FEAT
61
62 /*
63  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
64  * LATENCY_WARN is enabled).
65  *
66  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
67  * per boot.
68  */
69 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
70 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
71 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
72
73 /*
74  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
75  * Limited because this is done with IRQs disabled.
76  */
77 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
78
79 /*
80  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
81  * default: 1s
82  */
83 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
84
85 __read_mostly int scheduler_running;
86
87 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
88
89 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
90
91 /* kernel prio, less is more */
92 static inline int __task_prio(struct task_struct *p)
93 {
94         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
95                 return -2;
96
97         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
98                 return p->prio; /* [-1, 99] */
99
100         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
101                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
102
103         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
104 }
105
106 /*
107  * l(a,b)
108  * le(a,b) := !l(b,a)
109  * g(a,b)  := l(b,a)
110  * ge(a,b) := !l(a,b)
111  */
112
113 /* real prio, less is less */
114 static inline bool prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
115 {
116
117         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
118
119         if (-pa < -pb)
120                 return true;
121
122         if (-pb < -pa)
123                 return false;
124
125         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
126                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
127
128         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
129                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
130
131         return false;
132 }
133
134 static inline bool __sched_core_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
135 {
136         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
137                 return true;
138
139         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
140                 return false;
141
142         /* flip prio, so high prio is leftmost */
143         if (prio_less(b, a, task_rq(a)->core->core_forceidle))
144                 return true;
145
146         return false;
147 }
148
149 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
150
151 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
152 {
153         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
154 }
155
156 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
157 {
158         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
159         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
160
161         if (cookie < p->core_cookie)
162                 return -1;
163
164         if (cookie > p->core_cookie)
165                 return 1;
166
167         return 0;
168 }
169
170 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
171 {
172         rq->core->core_task_seq++;
173
174         if (!p->core_cookie)
175                 return;
176
177         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
178 }
179
180 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
181 {
182         rq->core->core_task_seq++;
183
184         if (!sched_core_enqueued(p))
185                 return;
186
187         rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
188         RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
189 }
190
191 /*
192  * Find left-most (aka, highest priority) task matching @cookie.
193  */
194 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
195 {
196         struct rb_node *node;
197
198         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
199         /*
200          * The idle task always matches any cookie!
201          */
202         if (!node)
203                 return idle_sched_class.pick_task(rq);
204
205         return __node_2_sc(node);
206 }
207
208 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
209 {
210         struct rb_node *node = &p->core_node;
211
212         node = rb_next(node);
213         if (!node)
214                 return NULL;
215
216         p = container_of(node, struct task_struct, core_node);
217         if (p->core_cookie != cookie)
218                 return NULL;
219
220         return p;
221 }
222
223 /*
224  * Magic required such that:
225  *
226  *      raw_spin_rq_lock(rq);
227  *      ...
228  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
229  *
230  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
231  * always agree on what rq has what lock.
232  *
233  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
234  */
235
236 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
237 static atomic_t sched_core_count;
238 static struct cpumask sched_core_mask;
239
240 static void __sched_core_flip(bool enabled)
241 {
242         int cpu, t, i;
243
244         cpus_read_lock();
245
246         /*
247          * Toggle the online cores, one by one.
248          */
249         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
250         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
251                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
252
253                 i = 0;
254                 local_irq_disable();
255                 for_each_cpu(t, smt_mask) {
256                         /* supports up to SMT8 */
257                         raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
258                 }
259
260                 for_each_cpu(t, smt_mask)
261                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
262
263                 for_each_cpu(t, smt_mask)
264                         raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
265                 local_irq_enable();
266
267                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
268         }
269
270         /*
271          * Toggle the offline CPUs.
272          */
273         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_possible_mask);
274         cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, cpu_online_mask);
275
276         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask)
277                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
278
279         cpus_read_unlock();
280 }
281
282 static void sched_core_assert_empty(void)
283 {
284         int cpu;
285
286         for_each_possible_cpu(cpu)
287                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
288 }
289
290 static void __sched_core_enable(void)
291 {
292         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
293         /*
294          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
295          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
296          */
297         synchronize_rcu();
298         __sched_core_flip(true);
299         sched_core_assert_empty();
300 }
301
302 static void __sched_core_disable(void)
303 {
304         sched_core_assert_empty();
305         __sched_core_flip(false);
306         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
307 }
308
309 void sched_core_get(void)
310 {
311         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
312                 return;
313
314         mutex_lock(&sched_core_mutex);
315         if (!atomic_read(&sched_core_count))
316                 __sched_core_enable();
317
318         smp_mb__before_atomic();
319         atomic_inc(&sched_core_count);
320         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
321 }
322
323 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
324 {
325         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
326                 __sched_core_disable();
327                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
328         }
329 }
330
331 void sched_core_put(void)
332 {
333         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
334
335         /*
336          * "There can be only one"
337          *
338          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
339          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
340          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
341          */
342         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
343                 schedule_work(&_work);
344 }
345
346 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
347
348 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
349 static inline void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
350
351 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
352
353 /*
354  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
355  * default: 0.95s
356  */
357 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
358
359
360 /*
361  * Serialization rules:
362  *
363  * Lock order:
364  *
365  *   p->pi_lock
366  *     rq->lock
367  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
368  *
369  *  rq1->lock
370  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
371  *
372  * Regular state:
373  *
374  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
375  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
376  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
377  * to run next.
378  *
379  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
380  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
381  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
382  * ttwu_queue_wakelist() ]
383  *
384  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
385  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
386  *
387  * Special state:
388  *
389  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
390  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
391  * stable while holding either lock:
392  *
393  *  - sched_setaffinity()/
394  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
395  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
396  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
397  *                              p->se.load, p->rt_priority,
398  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
399  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
400  *  - sched_move_task()/
401  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
402  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
403  *
404  * p->state <- TASK_*:
405  *
406  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
407  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
408  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
409  *   concurrent self.
410  *
411  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
412  *
413  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
414  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
415  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
416  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
417  *
418  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
419  *
420  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
421  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
422  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
423  *
424  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
425  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
426  *
427  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
428  *
429  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
430  *
431  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
432  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
433  *
434  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
435  *
436  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
437  *
438  *  - for migration called under rq->lock:
439  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
440  *
441  *    o move_queued_task()
442  *    o detach_task()
443  *
444  *  - for migration called under double_rq_lock():
445  *
446  *    o __migrate_swap_task()
447  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
448  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
449  *    o dl_task_offline_migration()
450  *
451  */
452
453 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
454 {
455         raw_spinlock_t *lock;
456
457         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
458         preempt_disable();
459         if (sched_core_disabled()) {
460                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
461                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
462                 preempt_enable_no_resched();
463                 return;
464         }
465
466         for (;;) {
467                 lock = __rq_lockp(rq);
468                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
469                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
470                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
471                         preempt_enable_no_resched();
472                         return;
473                 }
474                 raw_spin_unlock(lock);
475         }
476 }
477
478 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
479 {
480         raw_spinlock_t *lock;
481         bool ret;
482
483         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
484         preempt_disable();
485         if (sched_core_disabled()) {
486                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
487                 preempt_enable();
488                 return ret;
489         }
490
491         for (;;) {
492                 lock = __rq_lockp(rq);
493                 ret = raw_spin_trylock(lock);
494                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
495                         preempt_enable();
496                         return ret;
497                 }
498                 raw_spin_unlock(lock);
499         }
500 }
501
502 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
503 {
504         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
505 }
506
507 #ifdef CONFIG_SMP
508 /*
509  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
510  */
511 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
512 {
513         lockdep_assert_irqs_disabled();
514
515         if (rq_order_less(rq2, rq1))
516                 swap(rq1, rq2);
517
518         raw_spin_rq_lock(rq1);
519         if (__rq_lockp(rq1) == __rq_lockp(rq2))
520                 return;
521
522         raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
523 }
524 #endif
525
526 /*
527  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
528  */
529 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
530         __acquires(rq->lock)
531 {
532         struct rq *rq;
533
534         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
535
536         for (;;) {
537                 rq = task_rq(p);
538                 raw_spin_rq_lock(rq);
539                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
540                         rq_pin_lock(rq, rf);
541                         return rq;
542                 }
543                 raw_spin_rq_unlock(rq);
544
545                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
546                         cpu_relax();
547         }
548 }
549
550 /*
551  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
552  */
553 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
554         __acquires(p->pi_lock)
555         __acquires(rq->lock)
556 {
557         struct rq *rq;
558
559         for (;;) {
560                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
561                 rq = task_rq(p);
562                 raw_spin_rq_lock(rq);
563                 /*
564                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
565                  *
566                  *      ACQUIRE (rq->lock)
567                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
568                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
569                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
570                  *                                      [L] ->on_rq
571                  *      RELEASE (rq->lock)
572                  *
573                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
574                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
575                  *
576                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
577                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
578                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
579                  */
580                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
581                         rq_pin_lock(rq, rf);
582                         return rq;
583                 }
584                 raw_spin_rq_unlock(rq);
585                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
586
587                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
588                         cpu_relax();
589         }
590 }
591
592 /*
593  * RQ-clock updating methods:
594  */
595
596 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
597 {
598 /*
599  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
600  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
601  */
602         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
603
604 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
605         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
606
607         /*
608          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
609          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
610          * {soft,}irq region.
611          *
612          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
613          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
614          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
615          * monotonic.
616          *
617          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
618          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
619          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
620          * atomic ops.
621          */
622         if (irq_delta > delta)
623                 irq_delta = delta;
624
625         rq->prev_irq_time += irq_delta;
626         delta -= irq_delta;
627 #endif
628 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
629         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
630                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
631                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
632
633                 if (unlikely(steal > delta))
634                         steal = delta;
635
636                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
637                 delta -= steal;
638         }
639 #endif
640
641         rq->clock_task += delta;
642
643 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
644         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
645                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
646 #endif
647         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
648 }
649
650 void update_rq_clock(struct rq *rq)
651 {
652         s64 delta;
653
654         lockdep_assert_rq_held(rq);
655
656         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
657                 return;
658
659 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
660         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
661                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
662         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
663 #endif
664
665         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
666         if (delta < 0)
667                 return;
668         rq->clock += delta;
669         update_rq_clock_task(rq, delta);
670 }
671
672 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
673 /*
674  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
675  */
676
677 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
678 {
679         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
680                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
681 }
682
683 /*
684  * High-resolution timer tick.
685  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
686  */
687 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
688 {
689         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
690         struct rq_flags rf;
691
692         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
693
694         rq_lock(rq, &rf);
695         update_rq_clock(rq);
696         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
697         rq_unlock(rq, &rf);
698
699         return HRTIMER_NORESTART;
700 }
701
702 #ifdef CONFIG_SMP
703
704 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
705 {
706         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
707         ktime_t time = rq->hrtick_time;
708
709         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
710 }
711
712 /*
713  * called from hardirq (IPI) context
714  */
715 static void __hrtick_start(void *arg)
716 {
717         struct rq *rq = arg;
718         struct rq_flags rf;
719
720         rq_lock(rq, &rf);
721         __hrtick_restart(rq);
722         rq_unlock(rq, &rf);
723 }
724
725 /*
726  * Called to set the hrtick timer state.
727  *
728  * called with rq->lock held and irqs disabled
729  */
730 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
731 {
732         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
733         s64 delta;
734
735         /*
736          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
737          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
738          */
739         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
740         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
741
742         if (rq == this_rq())
743                 __hrtick_restart(rq);
744         else
745                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
746 }
747
748 #else
749 /*
750  * Called to set the hrtick timer state.
751  *
752  * called with rq->lock held and irqs disabled
753  */
754 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
755 {
756         /*
757          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
758          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
759          */
760         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
761         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
762                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
763 }
764
765 #endif /* CONFIG_SMP */
766
767 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
768 {
769 #ifdef CONFIG_SMP
770         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
771 #endif
772         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
773         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
774 }
775 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
776 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
777 {
778 }
779
780 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
781 {
782 }
783 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
784
785 /*
786  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
787  */
788 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
789         ({                                                              \
790                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
791                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
792                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
793                                                                         \
794                 for (;;) {                                              \
795                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
796                         if (_old == _val)                               \
797                                 break;                                  \
798                         _val = _old;                                    \
799                 }                                                       \
800         _old;                                                           \
801 })
802
803 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
804 /*
805  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
806  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
807  * spurious IPIs.
808  */
809 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
810 {
811         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
812         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
813 }
814
815 /*
816  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
817  *
818  * If this returns true, then the idle task promises to call
819  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
820  */
821 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
822 {
823         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
824         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
825
826         for (;;) {
827                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
828                         return false;
829                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
830                         return true;
831                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
832                 if (old == val)
833                         break;
834                 val = old;
835         }
836         return true;
837 }
838
839 #else
840 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
841 {
842         set_tsk_need_resched(p);
843         return true;
844 }
845
846 #ifdef CONFIG_SMP
847 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
848 {
849         return false;
850 }
851 #endif
852 #endif
853
854 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
855 {
856         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
857
858         /*
859          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
860          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
861          * wakeup due to that.
862          *
863          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
864          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
865          */
866         smp_mb__before_atomic();
867         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
868                 return false;
869
870         /*
871          * The head is context local, there can be no concurrency.
872          */
873         *head->lastp = node;
874         head->lastp = &node->next;
875         return true;
876 }
877
878 /**
879  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
880  * @head: the wake_q_head to add @task to
881  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
882  *
883  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
884  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
885  * instantly.
886  *
887  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
888  * must be ready to be woken at this location.
889  */
890 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
891 {
892         if (__wake_q_add(head, task))
893                 get_task_struct(task);
894 }
895
896 /**
897  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
898  * @head: the wake_q_head to add @task to
899  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
900  *
901  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
902  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
903  * instantly.
904  *
905  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
906  * must be ready to be woken at this location.
907  *
908  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
909  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
910  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
911  * queued for wakeup.
912  */
913 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
914 {
915         if (!__wake_q_add(head, task))
916                 put_task_struct(task);
917 }
918
919 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
920 {
921         struct wake_q_node *node = head->first;
922
923         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
924                 struct task_struct *task;
925
926                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
927                 /* Task can safely be re-inserted now: */
928                 node = node->next;
929                 task->wake_q.next = NULL;
930
931                 /*
932                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
933                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
934                  */
935                 wake_up_process(task);
936                 put_task_struct(task);
937         }
938 }
939
940 /*
941  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
942  *
943  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
944  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
945  * the target CPU.
946  */
947 void resched_curr(struct rq *rq)
948 {
949         struct task_struct *curr = rq->curr;
950         int cpu;
951
952         lockdep_assert_rq_held(rq);
953
954         if (test_tsk_need_resched(curr))
955                 return;
956
957         cpu = cpu_of(rq);
958
959         if (cpu == smp_processor_id()) {
960                 set_tsk_need_resched(curr);
961                 set_preempt_need_resched();
962                 return;
963         }
964
965         if (set_nr_and_not_polling(curr))
966                 smp_send_reschedule(cpu);
967         else
968                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
969 }
970
971 void resched_cpu(int cpu)
972 {
973         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
974         unsigned long flags;
975
976         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
977         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
978                 resched_curr(rq);
979         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
980 }
981
982 #ifdef CONFIG_SMP
983 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
984 /*
985  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
986  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
987  *
988  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
989  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
990  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
991  */
992 int get_nohz_timer_target(void)
993 {
994         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
995         struct sched_domain *sd;
996
997         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
998                 if (!idle_cpu(cpu))
999                         return cpu;
1000                 default_cpu = cpu;
1001         }
1002
1003         rcu_read_lock();
1004         for_each_domain(cpu, sd) {
1005                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
1006                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
1007                         if (cpu == i)
1008                                 continue;
1009
1010                         if (!idle_cpu(i)) {
1011                                 cpu = i;
1012                                 goto unlock;
1013                         }
1014                 }
1015         }
1016
1017         if (default_cpu == -1)
1018                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
1019         cpu = default_cpu;
1020 unlock:
1021         rcu_read_unlock();
1022         return cpu;
1023 }
1024
1025 /*
1026  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1027  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1028  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1029  * idle system the next event might even be infinite time into the
1030  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1031  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1032  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1033  * wheel for the next timer event.
1034  */
1035 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1036 {
1037         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1038
1039         if (cpu == smp_processor_id())
1040                 return;
1041
1042         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1043                 smp_send_reschedule(cpu);
1044         else
1045                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1046 }
1047
1048 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1049 {
1050         /*
1051          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1052          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1053          * If needed we can still optimize that later with an
1054          * empty IRQ.
1055          */
1056         if (cpu_is_offline(cpu))
1057                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1058         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1059                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1060                     tick_nohz_tick_stopped())
1061                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1062                 return true;
1063         }
1064
1065         return false;
1066 }
1067
1068 /*
1069  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1070  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1071  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1072  */
1073 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1074 {
1075         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1076                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1077 }
1078
1079 static void nohz_csd_func(void *info)
1080 {
1081         struct rq *rq = info;
1082         int cpu = cpu_of(rq);
1083         unsigned int flags;
1084
1085         /*
1086          * Release the rq::nohz_csd.
1087          */
1088         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1089         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1090
1091         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1092         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1093                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1094                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1095         }
1096 }
1097
1098 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1099
1100 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1101 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1102 {
1103         int fifo_nr_running;
1104
1105         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1106         if (rq->dl.dl_nr_running)
1107                 return false;
1108
1109         /*
1110          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1111          * actual RR behaviour.
1112          */
1113         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1114                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1115                         return true;
1116                 else
1117                         return false;
1118         }
1119
1120         /*
1121          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1122          * forced preemption between FIFO tasks.
1123          */
1124         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1125         if (fifo_nr_running)
1126                 return true;
1127
1128         /*
1129          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1130          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1131          * preemption.
1132          */
1133         if (rq->nr_running > 1)
1134                 return false;
1135
1136         return true;
1137 }
1138 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1139 #endif /* CONFIG_SMP */
1140
1141 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1142                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1143 /*
1144  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1145  * node and @up when leaving it for the final time.
1146  *
1147  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1148  */
1149 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1150                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1151 {
1152         struct task_group *parent, *child;
1153         int ret;
1154
1155         parent = from;
1156
1157 down:
1158         ret = (*down)(parent, data);
1159         if (ret)
1160                 goto out;
1161         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1162                 parent = child;
1163                 goto down;
1164
1165 up:
1166                 continue;
1167         }
1168         ret = (*up)(parent, data);
1169         if (ret || parent == from)
1170                 goto out;
1171
1172         child = parent;
1173         parent = parent->parent;
1174         if (parent)
1175                 goto up;
1176 out:
1177         return ret;
1178 }
1179
1180 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1181 {
1182         return 0;
1183 }
1184 #endif
1185
1186 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1187 {
1188         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1189         struct load_weight *load = &p->se.load;
1190
1191         /*
1192          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1193          */
1194         if (task_has_idle_policy(p)) {
1195                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1196                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1197                 return;
1198         }
1199
1200         /*
1201          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1202          * weight
1203          */
1204         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1205                 reweight_task(p, prio);
1206         } else {
1207                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1208                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1209         }
1210 }
1211
1212 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1213 /*
1214  * Serializes updates of utilization clamp values
1215  *
1216  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1217  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1218  * support enqueue/dequeue operations.
1219  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1220  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1221  * updates or API abuses.
1222  */
1223 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1224
1225 /* Max allowed minimum utilization */
1226 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1227
1228 /* Max allowed maximum utilization */
1229 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1230
1231 /*
1232  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1233  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1234  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1235  *
1236  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1237  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1238  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1239  * battery life.
1240  *
1241  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1242  *
1243  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1244  * above.
1245  */
1246 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1247
1248 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1249 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1250
1251 /*
1252  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1253  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1254  * enqueue/dequeue_task().
1255  *
1256  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1257  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1258  *
1259  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1260  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1261  * functionality.
1262  *
1263  * The knobs that would enable this static key are:
1264  *
1265  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1266  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1267  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1268  */
1269 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1270
1271 /* Integer rounded range for each bucket */
1272 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1273
1274 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1275         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1276
1277 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1278 {
1279         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1280 }
1281
1282 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1283 {
1284         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1285                 return 0;
1286         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1287 }
1288
1289 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1290                                  unsigned int value, bool user_defined)
1291 {
1292         uc_se->value = value;
1293         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1294         uc_se->user_defined = user_defined;
1295 }
1296
1297 static inline unsigned int
1298 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1299                   unsigned int clamp_value)
1300 {
1301         /*
1302          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1303          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1304          * max-clamp.
1305          */
1306         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1307                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1308                 return clamp_value;
1309         }
1310
1311         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1312 }
1313
1314 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1315                                      unsigned int clamp_value)
1316 {
1317         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1318         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1319                 return;
1320
1321         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
1322 }
1323
1324 static inline
1325 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1326                                    unsigned int clamp_value)
1327 {
1328         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1329         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1330
1331         /*
1332          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1333          * top most bucket with tasks in.
1334          */
1335         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1336                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1337                         continue;
1338                 return bucket[bucket_id].value;
1339         }
1340
1341         /* No tasks -- default clamp values */
1342         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1343 }
1344
1345 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1346 {
1347         unsigned int default_util_min;
1348         struct uclamp_se *uc_se;
1349
1350         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1351
1352         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1353
1354         /* Only sync if user didn't override the default */
1355         if (uc_se->user_defined)
1356                 return;
1357
1358         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1359         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1360 }
1361
1362 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1363 {
1364         struct rq_flags rf;
1365         struct rq *rq;
1366
1367         if (!rt_task(p))
1368                 return;
1369
1370         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1371         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1372         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1373         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1374 }
1375
1376 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1377 {
1378         struct task_struct *g, *p;
1379
1380         /*
1381          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1382          *                                        uclamp_min_rt = X;
1383          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1384          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1385          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1386          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1387          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1388          *
1389          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1390          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1391          * task.
1392          */
1393         read_lock(&tasklist_lock);
1394         smp_mb__after_spinlock();
1395         read_unlock(&tasklist_lock);
1396
1397         rcu_read_lock();
1398         for_each_process_thread(g, p)
1399                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1400         rcu_read_unlock();
1401 }
1402
1403 static inline struct uclamp_se
1404 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1405 {
1406         /* Copy by value as we could modify it */
1407         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1408 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1409         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1410
1411         /*
1412          * Tasks in autogroups or root task group will be
1413          * restricted by system defaults.
1414          */
1415         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1416                 return uc_req;
1417         if (task_group(p) == &root_task_group)
1418                 return uc_req;
1419
1420         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1421         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1422         value = uc_req.value;
1423         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1424         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1425 #endif
1426
1427         return uc_req;
1428 }
1429
1430 /*
1431  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1432  * priority:
1433  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1434  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1435  *   group or in an autogroup
1436  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1437  */
1438 static inline struct uclamp_se
1439 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1440 {
1441         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1442         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1443
1444         /* System default restrictions always apply */
1445         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1446                 return uc_max;
1447
1448         return uc_req;
1449 }
1450
1451 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1452 {
1453         struct uclamp_se uc_eff;
1454
1455         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1456         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1457                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1458
1459         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1460
1461         return (unsigned long)uc_eff.value;
1462 }
1463
1464 /*
1465  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1466  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1467  * updates the rq's clamp value if required.
1468  *
1469  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1470  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1471  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1472  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1473  */
1474 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1475                                     enum uclamp_id clamp_id)
1476 {
1477         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1478         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1479         struct uclamp_bucket *bucket;
1480
1481         lockdep_assert_rq_held(rq);
1482
1483         /* Update task effective clamp */
1484         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1485
1486         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1487         bucket->tasks++;
1488         uc_se->active = true;
1489
1490         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1491
1492         /*
1493          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1494          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1495          */
1496         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1497                 bucket->value = uc_se->value;
1498
1499         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1500                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1501 }
1502
1503 /*
1504  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1505  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1506  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1507  *
1508  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1509  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1510  * enforce the expected state and warn.
1511  */
1512 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1513                                     enum uclamp_id clamp_id)
1514 {
1515         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1516         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1517         struct uclamp_bucket *bucket;
1518         unsigned int bkt_clamp;
1519         unsigned int rq_clamp;
1520
1521         lockdep_assert_rq_held(rq);
1522
1523         /*
1524          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1525          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1526          *
1527          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1528          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1529          * here.
1530          *
1531          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1532          * problem too
1533          *
1534          *      enqueue(taskA)
1535          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1536          *      enqueue(taskB)
1537          *      dequeue(taskA)
1538          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1539          *      dequeue(taskB)
1540          *
1541          * where we could end up with stale data in uc_se and
1542          * bucket[uc_se->bucket_id].
1543          *
1544          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1545          */
1546         if (unlikely(!uc_se->active))
1547                 return;
1548
1549         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1550
1551         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1552         if (likely(bucket->tasks))
1553                 bucket->tasks--;
1554
1555         uc_se->active = false;
1556
1557         /*
1558          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1559          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1560          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1561          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1562          */
1563         if (likely(bucket->tasks))
1564                 return;
1565
1566         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1567         /*
1568          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1569          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1570          */
1571         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1572         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1573                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1574                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1575         }
1576 }
1577
1578 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1579 {
1580         enum uclamp_id clamp_id;
1581
1582         /*
1583          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1584          *
1585          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1586          * sched_uclamp_used is disabled.
1587          */
1588         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1589                 return;
1590
1591         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1592                 return;
1593
1594         for_each_clamp_id(clamp_id)
1595                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1596
1597         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1598         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1599                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1600 }
1601
1602 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1603 {
1604         enum uclamp_id clamp_id;
1605
1606         /*
1607          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1608          *
1609          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1610          * sched_uclamp_used is disabled.
1611          */
1612         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1613                 return;
1614
1615         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1616                 return;
1617
1618         for_each_clamp_id(clamp_id)
1619                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1620 }
1621
1622 static inline void
1623 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1624 {
1625         enum uclamp_id clamp_id;
1626         struct rq_flags rf;
1627         struct rq *rq;
1628
1629         /*
1630          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1631          *
1632          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1633          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1634          * enqueues, dequeues and migration operations.
1635          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1636          */
1637         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1638
1639         /*
1640          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1641          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1642          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1643          * it will already see the updated clamp bucket value.
1644          */
1645         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1646                 if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1647                         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1648                         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1649                 }
1650         }
1651
1652         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1653 }
1654
1655 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1656 static inline void
1657 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1658 {
1659         struct css_task_iter it;
1660         struct task_struct *p;
1661
1662         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1663         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1664                 uclamp_update_active(p);
1665         css_task_iter_end(&it);
1666 }
1667
1668 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1669 static void uclamp_update_root_tg(void)
1670 {
1671         struct task_group *tg = &root_task_group;
1672
1673         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1674                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1675         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1676                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1677
1678         rcu_read_lock();
1679         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1680         rcu_read_unlock();
1681 }
1682 #else
1683 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1684 #endif
1685
1686 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1687                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1688 {
1689         bool update_root_tg = false;
1690         int old_min, old_max, old_min_rt;
1691         int result;
1692
1693         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1694         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1695         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1696         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1697
1698         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1699         if (result)
1700                 goto undo;
1701         if (!write)
1702                 goto done;
1703
1704         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1705             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1706             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1707
1708                 result = -EINVAL;
1709                 goto undo;
1710         }
1711
1712         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1713                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1714                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1715                 update_root_tg = true;
1716         }
1717         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1718                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1719                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1720                 update_root_tg = true;
1721         }
1722
1723         if (update_root_tg) {
1724                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1725                 uclamp_update_root_tg();
1726         }
1727
1728         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1729                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1730                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1731         }
1732
1733         /*
1734          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1735          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1736          * task enqueue time.
1737          */
1738
1739         goto done;
1740
1741 undo:
1742         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1743         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1744         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1745 done:
1746         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1747
1748         return result;
1749 }
1750
1751 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1752                            const struct sched_attr *attr)
1753 {
1754         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1755         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1756
1757         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1758                 util_min = attr->sched_util_min;
1759
1760                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1761                         return -EINVAL;
1762         }
1763
1764         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1765                 util_max = attr->sched_util_max;
1766
1767                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1768                         return -EINVAL;
1769         }
1770
1771         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1772                 return -EINVAL;
1773
1774         /*
1775          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1776          *
1777          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1778          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1779          * scheduler locks.
1780          */
1781         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1782
1783         return 0;
1784 }
1785
1786 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1787                          enum uclamp_id clamp_id,
1788                          struct uclamp_se *uc_se)
1789 {
1790         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1791         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1792             !uc_se->user_defined)
1793                 return true;
1794
1795         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1796         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1797             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1798             attr->sched_util_min == -1) {
1799                 return true;
1800         }
1801
1802         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1803             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1804             attr->sched_util_max == -1) {
1805                 return true;
1806         }
1807
1808         return false;
1809 }
1810
1811 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1812                                   const struct sched_attr *attr)
1813 {
1814         enum uclamp_id clamp_id;
1815
1816         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1817                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1818                 unsigned int value;
1819
1820                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1821                         continue;
1822
1823                 /*
1824                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1825                  * at runtime.
1826                  */
1827                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1828                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1829                 else
1830                         value = uclamp_none(clamp_id);
1831
1832                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1833
1834         }
1835
1836         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1837                 return;
1838
1839         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1840             attr->sched_util_min != -1) {
1841                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1842                               attr->sched_util_min, true);
1843         }
1844
1845         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1846             attr->sched_util_max != -1) {
1847                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1848                               attr->sched_util_max, true);
1849         }
1850 }
1851
1852 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1853 {
1854         enum uclamp_id clamp_id;
1855
1856         /*
1857          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1858          * as the task is still at its early fork stages.
1859          */
1860         for_each_clamp_id(clamp_id)
1861                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1862
1863         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1864                 return;
1865
1866         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1867                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1868                               uclamp_none(clamp_id), false);
1869         }
1870 }
1871
1872 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1873 {
1874         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1875 }
1876
1877 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1878 {
1879         enum uclamp_id clamp_id;
1880         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1881
1882         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1883                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1884                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1885                 };
1886         }
1887
1888         rq->uclamp_flags = 0;
1889 }
1890
1891 static void __init init_uclamp(void)
1892 {
1893         struct uclamp_se uc_max = {};
1894         enum uclamp_id clamp_id;
1895         int cpu;
1896
1897         for_each_possible_cpu(cpu)
1898                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1899
1900         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1901                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1902                               uclamp_none(clamp_id), false);
1903         }
1904
1905         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1906         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1907         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1908                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1909 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1910                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1911                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1912 #endif
1913         }
1914 }
1915
1916 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1917 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1918 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1919 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1920                                   const struct sched_attr *attr)
1921 {
1922         return -EOPNOTSUPP;
1923 }
1924 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1925                                   const struct sched_attr *attr) { }
1926 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1927 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1928 static inline void init_uclamp(void) { }
1929 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1930
1931 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
1932 {
1933         return task_on_rq_queued(p);
1934 }
1935
1936 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1937 {
1938         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1939                 update_rq_clock(rq);
1940
1941         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1942                 sched_info_enqueue(rq, p);
1943                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1944         }
1945
1946         uclamp_rq_inc(rq, p);
1947         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1948
1949         if (sched_core_enabled(rq))
1950                 sched_core_enqueue(rq, p);
1951 }
1952
1953 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1954 {
1955         if (sched_core_enabled(rq))
1956                 sched_core_dequeue(rq, p);
1957
1958         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1959                 update_rq_clock(rq);
1960
1961         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1962                 sched_info_dequeue(rq, p);
1963                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1964         }
1965
1966         uclamp_rq_dec(rq, p);
1967         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1968 }
1969
1970 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1971 {
1972         enqueue_task(rq, p, flags);
1973
1974         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1975 }
1976
1977 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1978 {
1979         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1980
1981         dequeue_task(rq, p, flags);
1982 }
1983
1984 /*
1985  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1986  */
1987 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1988 {
1989         return p->static_prio;
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1994  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1995  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1996  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1997  * estimator recalculates.
1998  */
1999 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2000 {
2001         int prio;
2002
2003         if (task_has_dl_policy(p))
2004                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
2005         else if (task_has_rt_policy(p))
2006                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
2007         else
2008                 prio = __normal_prio(p);
2009         return prio;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2014  * taken into account by the scheduler. This value might
2015  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2016  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2017  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2018  */
2019 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2020 {
2021         p->normal_prio = normal_prio(p);
2022         /*
2023          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2024          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2025          * to the normal priority:
2026          */
2027         if (!rt_prio(p->prio))
2028                 return p->normal_prio;
2029         return p->prio;
2030 }
2031
2032 /**
2033  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2034  * @p: the task in question.
2035  *
2036  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2037  */
2038 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2039 {
2040         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2041 }
2042
2043 /*
2044  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2045  * use the balance_callback list if you want balancing.
2046  *
2047  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2048  * balance_callback().
2049  */
2050 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2051                                        const struct sched_class *prev_class,
2052                                        int oldprio)
2053 {
2054         if (prev_class != p->sched_class) {
2055                 if (prev_class->switched_from)
2056                         prev_class->switched_from(rq, p);
2057
2058                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2059         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2060                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2061 }
2062
2063 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2064 {
2065         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2066                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2067         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
2068                 resched_curr(rq);
2069
2070         /*
2071          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2072          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2073          */
2074         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2075                 rq_clock_skip_update(rq);
2076 }
2077
2078 #ifdef CONFIG_SMP
2079
2080 static void
2081 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
2082
2083 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2084                                   const struct cpumask *new_mask,
2085                                   u32 flags);
2086
2087 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2088 {
2089         if (likely(!p->migration_disabled))
2090                 return;
2091
2092         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2093                 return;
2094
2095         /*
2096          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2097          */
2098         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
2099 }
2100
2101 void migrate_disable(void)
2102 {
2103         struct task_struct *p = current;
2104
2105         if (p->migration_disabled) {
2106                 p->migration_disabled++;
2107                 return;
2108         }
2109
2110         preempt_disable();
2111         this_rq()->nr_pinned++;
2112         p->migration_disabled = 1;
2113         preempt_enable();
2114 }
2115 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2116
2117 void migrate_enable(void)
2118 {
2119         struct task_struct *p = current;
2120
2121         if (p->migration_disabled > 1) {
2122                 p->migration_disabled--;
2123                 return;
2124         }
2125
2126         /*
2127          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2128          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2129          */
2130         preempt_disable();
2131         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2132                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
2133         /*
2134          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2135          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2136          * select_fallback_rq) get confused.
2137          */
2138         barrier();
2139         p->migration_disabled = 0;
2140         this_rq()->nr_pinned--;
2141         preempt_enable();
2142 }
2143 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2144
2145 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2146 {
2147         return rq->nr_pinned;
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2152  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2153  */
2154 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2155 {
2156         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2157         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2158                 return false;
2159
2160         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2161         if (is_migration_disabled(p))
2162                 return cpu_online(cpu);
2163
2164         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2165         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2166                 return cpu_active(cpu);
2167
2168         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2169         if (kthread_is_per_cpu(p))
2170                 return cpu_online(cpu);
2171
2172         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2173         if (cpu_dying(cpu))
2174                 return false;
2175
2176         /* But are allowed during online. */
2177         return cpu_online(cpu);
2178 }
2179
2180 /*
2181  * This is how migration works:
2182  *
2183  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2184  *    stop_one_cpu().
2185  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2186  *    off the CPU)
2187  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2188  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2189  *    it and puts it into the right queue.
2190  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2191  *    is done.
2192  */
2193
2194 /*
2195  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2196  *
2197  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2198  */
2199 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2200                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2201 {
2202         lockdep_assert_rq_held(rq);
2203
2204         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2205         set_task_cpu(p, new_cpu);
2206         rq_unlock(rq, rf);
2207
2208         rq = cpu_rq(new_cpu);
2209
2210         rq_lock(rq, rf);
2211         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
2212         activate_task(rq, p, 0);
2213         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2214
2215         return rq;
2216 }
2217
2218 struct migration_arg {
2219         struct task_struct              *task;
2220         int                             dest_cpu;
2221         struct set_affinity_pending     *pending;
2222 };
2223
2224 /*
2225  * @refs: number of wait_for_completion()
2226  * @stop_pending: is @stop_work in use
2227  */
2228 struct set_affinity_pending {
2229         refcount_t              refs;
2230         unsigned int            stop_pending;
2231         struct completion       done;
2232         struct cpu_stop_work    stop_work;
2233         struct migration_arg    arg;
2234 };
2235
2236 /*
2237  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2238  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2239  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2240  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2241  *
2242  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2243  * as the task is no longer on this CPU.
2244  */
2245 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2246                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2247 {
2248         /* Affinity changed (again). */
2249         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2250                 return rq;
2251
2252         update_rq_clock(rq);
2253         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2254
2255         return rq;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2260  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2261  * 'pushing' onto another runqueue.
2262  */
2263 static int migration_cpu_stop(void *data)
2264 {
2265         struct migration_arg *arg = data;
2266         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2267         struct task_struct *p = arg->task;
2268         struct rq *rq = this_rq();
2269         bool complete = false;
2270         struct rq_flags rf;
2271
2272         /*
2273          * The original target CPU might have gone down and we might
2274          * be on another CPU but it doesn't matter.
2275          */
2276         local_irq_save(rf.flags);
2277         /*
2278          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2279          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2280          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2281          */
2282         flush_smp_call_function_from_idle();
2283
2284         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2285         rq_lock(rq, &rf);
2286
2287         /*
2288          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2289          * p->migration_pending must have remained stable.
2290          */
2291         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2292
2293         /*
2294          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2295          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2296          * we're holding p->pi_lock.
2297          */
2298         if (task_rq(p) == rq) {
2299                 if (is_migration_disabled(p))
2300                         goto out;
2301
2302                 if (pending) {
2303                         p->migration_pending = NULL;
2304                         complete = true;
2305
2306                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2307                                 goto out;
2308                 }
2309
2310                 if (task_on_rq_queued(p))
2311                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2312                 else
2313                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2314
2315                 /*
2316                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2317                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2318                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2319                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2320                  */
2321
2322         } else if (pending) {
2323                 /*
2324                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2325                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2326                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2327                  *
2328                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2329                  * more likely.
2330                  */
2331
2332                 /*
2333                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2334                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2335                  * somewhere allowed, we're done.
2336                  */
2337                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2338                         p->migration_pending = NULL;
2339                         complete = true;
2340                         goto out;
2341                 }
2342
2343                 /*
2344                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2345                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2346                  * it.
2347                  */
2348                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2349                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2350                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2351                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2352                 return 0;
2353         }
2354 out:
2355         if (pending)
2356                 pending->stop_pending = false;
2357         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2358
2359         if (complete)
2360                 complete_all(&pending->done);
2361
2362         return 0;
2363 }
2364
2365 int push_cpu_stop(void *arg)
2366 {
2367         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2368         struct task_struct *p = arg;
2369
2370         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2371         raw_spin_rq_lock(rq);
2372
2373         if (task_rq(p) != rq)
2374                 goto out_unlock;
2375
2376         if (is_migration_disabled(p)) {
2377                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2378                 goto out_unlock;
2379         }
2380
2381         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2382
2383         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2384                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2385
2386         if (!lowest_rq)
2387                 goto out_unlock;
2388
2389         // XXX validate p is still the highest prio task
2390         if (task_rq(p) == rq) {
2391                 deactivate_task(rq, p, 0);
2392                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2393                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2394                 resched_curr(lowest_rq);
2395         }
2396
2397         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2398
2399 out_unlock:
2400         rq->push_busy = false;
2401         raw_spin_rq_unlock(rq);
2402         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2403
2404         put_task_struct(p);
2405         return 0;
2406 }
2407
2408 /*
2409  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2410  * actually call this function.
2411  */
2412 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2413 {
2414         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2415                 p->cpus_ptr = new_mask;
2416                 return;
2417         }
2418
2419         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2420         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2421 }
2422
2423 static void
2424 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2425 {
2426         struct rq *rq = task_rq(p);
2427         bool queued, running;
2428
2429         /*
2430          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2431          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2432          * p->pi_lock.
2433          *
2434          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2435          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2436          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2437          * before finish_task().
2438          *
2439          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2440          */
2441         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2442                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2443         else
2444                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2445
2446         queued = task_on_rq_queued(p);
2447         running = task_current(rq, p);
2448
2449         if (queued) {
2450                 /*
2451                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2452                  * holding rq->lock.
2453                  */
2454                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2455                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2456         }
2457         if (running)
2458                 put_prev_task(rq, p);
2459
2460         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2461
2462         if (queued)
2463                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2464         if (running)
2465                 set_next_task(rq, p);
2466 }
2467
2468 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2469 {
2470         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2471 }
2472
2473 /*
2474  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2475  *
2476  *
2477  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2478  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2479  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2480  *
2481  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2482  * Consider:
2483  *
2484  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2485  *
2486  *     P0@CPU0                  P1
2487  *
2488  *     migrate_disable();
2489  *     <preempted>
2490  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2491  *
2492  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2493  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2494  * This means we need the following scheme:
2495  *
2496  *     P0@CPU0                  P1
2497  *
2498  *     migrate_disable();
2499  *     <preempted>
2500  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2501  *                                <blocks>
2502  *     <resumes>
2503  *     migrate_enable();
2504  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2505  *       <wakes local stopper>
2506  *                         `--> <woken on migration completion>
2507  *
2508  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2509  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2510  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2511  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2512  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2513  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2514  * moment.
2515  *
2516  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2517  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2518  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2519  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2520  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2521  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2522  *
2523  *
2524  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2525  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2526  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2527  * Migrate-Disable. Consider:
2528  *
2529  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2530  *
2531  *     CPU0               P1                            P2
2532  *     <P0>
2533  *       migrate_disable();
2534  *       <preempted>
2535  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2536  *                          <blocks>
2537  *     <migration/0>
2538  *       migration_cpu_stop()
2539  *         is_migration_disabled()
2540  *           <bails>
2541  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2542  *                                                         <signal completion>
2543  *                          <awakes>
2544  *
2545  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2546  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2547  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2548  */
2549 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2550                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2551 {
2552         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2553         bool stop_pending, complete = false;
2554
2555         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2556         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2557                 struct task_struct *push_task = NULL;
2558
2559                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2560                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2561                         rq->push_busy = true;
2562                         push_task = get_task_struct(p);
2563                 }
2564
2565                 /*
2566                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2567                  * then complete now.
2568                  */
2569                 pending = p->migration_pending;
2570                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2571                         p->migration_pending = NULL;
2572                         complete = true;
2573                 }
2574
2575                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2576
2577                 if (push_task) {
2578                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2579                                             p, &rq->push_work);
2580                 }
2581
2582                 if (complete)
2583                         complete_all(&pending->done);
2584
2585                 return 0;
2586         }
2587
2588         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2589                 /* serialized by p->pi_lock */
2590                 if (!p->migration_pending) {
2591                         /* Install the request */
2592                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2593                         init_completion(&my_pending.done);
2594                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2595                                 .task = p,
2596                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2597                                 .pending = &my_pending,
2598                         };
2599
2600                         p->migration_pending = &my_pending;
2601                 } else {
2602                         pending = p->migration_pending;
2603                         refcount_inc(&pending->refs);
2604                         /*
2605                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2606                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2607                          * we risk a completion of the pending despite having a
2608                          * task on a disallowed CPU.
2609                          *
2610                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2611                          */
2612                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2613                 }
2614         }
2615         pending = p->migration_pending;
2616         /*
2617          * - !MIGRATE_ENABLE:
2618          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2619          *
2620          * - MIGRATE_ENABLE:
2621          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2622          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2623          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2624          *   pending completion.
2625          *
2626          * Either way, we really should have a @pending here.
2627          */
2628         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2629                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2630                 return -EINVAL;
2631         }
2632
2633         if (task_running(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2634                 /*
2635                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2636                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2637                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2638                  */
2639                 stop_pending = pending->stop_pending;
2640                 if (!stop_pending)
2641                         pending->stop_pending = true;
2642
2643                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2644                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2645
2646                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2647
2648                 if (!stop_pending) {
2649                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2650                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2651                 }
2652
2653                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2654                         return 0;
2655         } else {
2656
2657                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2658                         if (task_on_rq_queued(p))
2659                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2660
2661                         if (!pending->stop_pending) {
2662                                 p->migration_pending = NULL;
2663                                 complete = true;
2664                         }
2665                 }
2666                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2667
2668                 if (complete)
2669                         complete_all(&pending->done);
2670         }
2671
2672         wait_for_completion(&pending->done);
2673
2674         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2675                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2676
2677         /*
2678          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2679          * have seen the completion and decremented the refcount
2680          */
2681         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2682
2683         /* ARGH */
2684         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2685
2686         return 0;
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2691  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2692  * is removed from the allowed bitmask.
2693  *
2694  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2695  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2696  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2697  */
2698 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2699                                   const struct cpumask *new_mask,
2700                                   u32 flags)
2701 {
2702         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2703         unsigned int dest_cpu;
2704         struct rq_flags rf;
2705         struct rq *rq;
2706         int ret = 0;
2707
2708         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2709         update_rq_clock(rq);
2710
2711         if (p->flags & PF_KTHREAD || is_migration_disabled(p)) {
2712                 /*
2713                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2714                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2715                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2716                  *
2717                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2718                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2719                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2720                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2721                  */
2722                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2723         }
2724
2725         /*
2726          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2727          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2728          */
2729         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2730                 ret = -EINVAL;
2731                 goto out;
2732         }
2733
2734         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2735                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2736                         goto out;
2737
2738                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2739                                  is_migration_disabled(p) &&
2740                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2741                         ret = -EBUSY;
2742                         goto out;
2743                 }
2744         }
2745
2746         /*
2747          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2748          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2749          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2750          */
2751         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2752         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2753                 ret = -EINVAL;
2754                 goto out;
2755         }
2756
2757         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2758
2759         return affine_move_task(rq, p, &rf, dest_cpu, flags);
2760
2761 out:
2762         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2763
2764         return ret;
2765 }
2766
2767 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2768 {
2769         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2770 }
2771 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2772
2773 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2774 {
2775 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2776         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
2777
2778         /*
2779          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2780          * ttwu() will sort out the placement.
2781          */
2782         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
2783
2784         /*
2785          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
2786          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
2787          * time relying on p->on_rq.
2788          */
2789         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
2790                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
2791                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
2792
2793 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2794         /*
2795          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2796          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2797          *
2798          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
2799          * see task_group().
2800          *
2801          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
2802          * task_rq_lock().
2803          */
2804         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
2805                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
2806 #endif
2807         /*
2808          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
2809          */
2810         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
2811
2812         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
2813 #endif
2814
2815         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2816
2817         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2818                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
2819                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
2820                 p->se.nr_migrations++;
2821                 rseq_migrate(p);
2822                 perf_event_task_migrate(p);
2823         }
2824
2825         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2826 }
2827
2828 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2829 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
2830 {
2831         if (task_on_rq_queued(p)) {
2832                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
2833                 struct rq_flags srf, drf;
2834
2835                 src_rq = task_rq(p);
2836                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
2837
2838                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
2839                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
2840
2841                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2842                 set_task_cpu(p, cpu);
2843                 activate_task(dst_rq, p, 0);
2844                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
2845
2846                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
2847                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
2848
2849         } else {
2850                 /*
2851                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
2852                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
2853                  * previous CPU our target instead of where it really is.
2854                  */
2855                 p->wake_cpu = cpu;
2856         }
2857 }
2858
2859 struct migration_swap_arg {
2860         struct task_struct *src_task, *dst_task;
2861         int src_cpu, dst_cpu;
2862 };
2863
2864 static int migrate_swap_stop(void *data)
2865 {
2866         struct migration_swap_arg *arg = data;
2867         struct rq *src_rq, *dst_rq;
2868         int ret = -EAGAIN;
2869
2870         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
2871                 return -EAGAIN;
2872
2873         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
2874         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
2875
2876         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
2877                         &arg->dst_task->pi_lock);
2878         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
2879
2880         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
2881                 goto unlock;
2882
2883         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
2884                 goto unlock;
2885
2886         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
2887                 goto unlock;
2888
2889         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
2890                 goto unlock;
2891
2892         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
2893         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
2894
2895         ret = 0;
2896
2897 unlock:
2898         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
2899         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
2900         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
2901
2902         return ret;
2903 }
2904
2905 /*
2906  * Cross migrate two tasks
2907  */
2908 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
2909                 int target_cpu, int curr_cpu)
2910 {
2911         struct migration_swap_arg arg;
2912         int ret = -EINVAL;
2913
2914         arg = (struct migration_swap_arg){
2915                 .src_task = cur,
2916                 .src_cpu = curr_cpu,
2917                 .dst_task = p,
2918                 .dst_cpu = target_cpu,
2919         };
2920
2921         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
2922                 goto out;
2923
2924         /*
2925          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
2926          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
2927          */
2928         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
2929                 goto out;
2930
2931         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
2932                 goto out;
2933
2934         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
2935                 goto out;
2936
2937         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
2938         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
2939
2940 out:
2941         return ret;
2942 }
2943 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2944
2945 /*
2946  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2947  *
2948  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2949  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2950  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2951  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2952  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2953  * @p has remained unscheduled the whole time.
2954  *
2955  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2956  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2957  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2958  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2959  * waiting to become inactive.
2960  */
2961 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
2962 {
2963         int running, queued;
2964         struct rq_flags rf;
2965         unsigned long ncsw;
2966         struct rq *rq;
2967
2968         for (;;) {
2969                 /*
2970                  * We do the initial early heuristics without holding
2971                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2972                  * the runqueue lock when things look like they will
2973                  * work out!
2974                  */
2975                 rq = task_rq(p);
2976
2977                 /*
2978                  * If the task is actively running on another CPU
2979                  * still, just relax and busy-wait without holding
2980                  * any locks.
2981                  *
2982                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2983                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2984                  * But we don't care, since "task_running()" will
2985                  * return false if the runqueue has changed and p
2986                  * is actually now running somewhere else!
2987                  */
2988                 while (task_running(rq, p)) {
2989                         if (match_state && unlikely(READ_ONCE(p->__state) != match_state))
2990                                 return 0;
2991                         cpu_relax();
2992                 }
2993
2994                 /*
2995                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2996                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2997                  * just go back and repeat.
2998                  */
2999                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3000                 trace_sched_wait_task(p);
3001                 running = task_running(rq, p);
3002                 queued = task_on_rq_queued(p);
3003                 ncsw = 0;
3004                 if (!match_state || READ_ONCE(p->__state) == match_state)
3005                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3006                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3007
3008                 /*
3009                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3010                  */
3011                 if (unlikely(!ncsw))
3012                         break;
3013
3014                 /*
3015                  * Was it really running after all now that we
3016                  * checked with the proper locks actually held?
3017                  *
3018                  * Oops. Go back and try again..
3019                  */
3020                 if (unlikely(running)) {
3021                         cpu_relax();
3022                         continue;
3023                 }
3024
3025                 /*
3026                  * It's not enough that it's not actively running,
3027                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3028                  * preempted!
3029                  *
3030                  * So if it was still runnable (but just not actively
3031                  * running right now), it's preempted, and we should
3032                  * yield - it could be a while.
3033                  */
3034                 if (unlikely(queued)) {
3035                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3036
3037                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3038                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
3039                         continue;
3040                 }
3041
3042                 /*
3043                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3044                  * runnable, which means that it will never become
3045                  * running in the future either. We're all done!
3046                  */
3047                 break;
3048         }
3049
3050         return ncsw;
3051 }
3052
3053 /***
3054  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3055  * @p: the to-be-kicked thread
3056  *
3057  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3058  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3059  *
3060  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3061  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3062  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3063  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3064  * achieved as well.
3065  */
3066 void kick_process(struct task_struct *p)
3067 {
3068         int cpu;
3069
3070         preempt_disable();
3071         cpu = task_cpu(p);
3072         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3073                 smp_send_reschedule(cpu);
3074         preempt_enable();
3075 }
3076 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3077
3078 /*
3079  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3080  *
3081  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3082  *
3083  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3084  *
3085  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3086  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3087  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3088  *    see it.
3089  *
3090  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3091  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3092  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3093  *    off.
3094  *
3095  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3096  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3097  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3098  * to satisfy the above rules.
3099  */
3100 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3101 {
3102         int nid = cpu_to_node(cpu);
3103         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3104         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3105         int dest_cpu;
3106
3107         /*
3108          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3109          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3110          * select the CPU on the other node.
3111          */
3112         if (nid != -1) {
3113                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3114
3115                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3116                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3117                         if (!cpu_active(dest_cpu))
3118                                 continue;
3119                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
3120                                 return dest_cpu;
3121                 }
3122         }
3123
3124         for (;;) {
3125                 /* Any allowed, online CPU? */
3126                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3127                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3128                                 continue;
3129
3130                         goto out;
3131                 }
3132
3133                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3134                 switch (state) {
3135                 case cpuset:
3136                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
3137                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
3138                                 state = possible;
3139                                 break;
3140                         }
3141                         fallthrough;
3142                 case possible:
3143                         /*
3144                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3145                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3146                          *
3147                          * More yuck to audit.
3148                          */
3149                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
3150                         state = fail;
3151                         break;
3152
3153                 case fail:
3154                         BUG();
3155                         break;
3156                 }
3157         }
3158
3159 out:
3160         if (state != cpuset) {
3161                 /*
3162                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3163                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3164                  * leave kernel.
3165                  */
3166                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3167                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3168                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3169                 }
3170         }
3171
3172         return dest_cpu;
3173 }
3174
3175 /*
3176  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3177  */
3178 static inline
3179 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3180 {
3181         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3182
3183         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3184                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3185         else
3186                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3187
3188         /*
3189          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3190          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3191          * CPU.
3192          *
3193          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3194          *
3195          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3196          *   not worry about this generic constraint ]
3197          */
3198         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3199                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3200
3201         return cpu;
3202 }
3203
3204 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3205 {
3206         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3207         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3208         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3209
3210         if (stop) {
3211                 /*
3212                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3213                  * userspace knows about and won't get confused about.
3214                  *
3215                  * Also, it will make PI more or less work without too
3216                  * much confusion -- but then, stop work should not
3217                  * rely on PI working anyway.
3218                  */
3219                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3220
3221                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3222
3223                 /*
3224                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3225                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3226                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3227                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3228                  * around the current task.
3229                  *
3230                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3231                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3232                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3233                  * own class.
3234                  */
3235                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3236         }
3237
3238         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3239
3240         if (old_stop) {
3241                 /*
3242                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3243                  * it can die in pieces.
3244                  */
3245                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3246         }
3247 }
3248
3249 #else /* CONFIG_SMP */
3250
3251 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3252                                          const struct cpumask *new_mask,
3253                                          u32 flags)
3254 {
3255         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
3256 }
3257
3258 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3259
3260 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3261 {
3262         return false;
3263 }
3264
3265 #endif /* !CONFIG_SMP */
3266
3267 static void
3268 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3269 {
3270         struct rq *rq;
3271
3272         if (!schedstat_enabled())
3273                 return;
3274
3275         rq = this_rq();
3276
3277 #ifdef CONFIG_SMP
3278         if (cpu == rq->cpu) {
3279                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3280                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
3281         } else {
3282                 struct sched_domain *sd;
3283
3284                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
3285                 rcu_read_lock();
3286                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3287                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3288                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3289                                 break;
3290                         }
3291                 }
3292                 rcu_read_unlock();
3293         }
3294
3295         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3296                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
3297 #endif /* CONFIG_SMP */
3298
3299         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3300         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
3301
3302         if (wake_flags & WF_SYNC)
3303                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
3304 }
3305
3306 /*
3307  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3308  */
3309 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3310                            struct rq_flags *rf)
3311 {
3312         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3313         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3314         trace_sched_wakeup(p);
3315
3316 #ifdef CONFIG_SMP
3317         if (p->sched_class->task_woken) {
3318                 /*
3319                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3320                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3321                  */
3322                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3323                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3324                 rq_repin_lock(rq, rf);
3325         }
3326
3327         if (rq->idle_stamp) {
3328                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3329                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3330
3331                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3332
3333                 if (rq->avg_idle > max)
3334                         rq->avg_idle = max;
3335
3336                 rq->wake_stamp = jiffies;
3337                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3338
3339                 rq->idle_stamp = 0;
3340         }
3341 #endif
3342 }
3343
3344 static void
3345 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3346                  struct rq_flags *rf)
3347 {
3348         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3349
3350         lockdep_assert_rq_held(rq);
3351
3352         if (p->sched_contributes_to_load)
3353                 rq->nr_uninterruptible--;
3354
3355 #ifdef CONFIG_SMP
3356         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3357                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3358         else
3359 #endif
3360         if (p->in_iowait) {
3361                 delayacct_blkio_end(p);
3362                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3363         }
3364
3365         activate_task(rq, p, en_flags);
3366         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3367 }
3368
3369 /*
3370  * Consider @p being inside a wait loop:
3371  *
3372  *   for (;;) {
3373  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3374  *
3375  *      if (CONDITION)
3376  *         break;
3377  *
3378  *      schedule();
3379  *   }
3380  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3381  *
3382  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3383  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3384  * an atomic manner.
3385  *
3386  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3387  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3388  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3389  * need to do a full wakeup with enqueue.
3390  *
3391  * Returns: %true when the wakeup is done,
3392  *          %false otherwise.
3393  */
3394 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3395 {
3396         struct rq_flags rf;
3397         struct rq *rq;
3398         int ret = 0;
3399
3400         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3401         if (task_on_rq_queued(p)) {
3402                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3403                 update_rq_clock(rq);
3404                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3405                 ret = 1;
3406         }
3407         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3408
3409         return ret;
3410 }
3411
3412 #ifdef CONFIG_SMP
3413 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3414 {
3415         struct llist_node *llist = arg;
3416         struct rq *rq = this_rq();
3417         struct task_struct *p, *t;
3418         struct rq_flags rf;
3419
3420         if (!llist)
3421                 return;
3422
3423         /*
3424          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3425          * Races such that false-negatives are possible, since they
3426          * are shorter lived that false-positives would be.
3427          */
3428         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3429
3430         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3431         update_rq_clock(rq);
3432
3433         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3434                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3435                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3436
3437                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3438                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3439
3440                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3441         }
3442
3443         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3444 }
3445
3446 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3447 {
3448         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3449
3450         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3451                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3452         else
3453                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3454 }
3455
3456 /*
3457  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3458  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3459  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3460  * of the wakeup instead of the waker.
3461  */
3462 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3463 {
3464         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3465
3466         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3467
3468         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3469         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3470 }
3471
3472 void wake_up_if_idle(int cpu)
3473 {
3474         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3475         struct rq_flags rf;
3476
3477         rcu_read_lock();
3478
3479         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3480                 goto out;
3481
3482         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
3483                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3484         } else {
3485                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3486                 if (is_idle_task(rq->curr))
3487                         smp_send_reschedule(cpu);
3488                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3489                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3490         }
3491
3492 out:
3493         rcu_read_unlock();
3494 }
3495
3496 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3497 {
3498         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3499 }
3500
3501 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
3502 {
3503         /*
3504          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3505          * in hotplug state.
3506          */
3507         if (!cpu_active(cpu))
3508                 return false;
3509
3510         /*
3511          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3512          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3513          */
3514         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3515                 return true;
3516
3517         /*
3518          * If the task is descheduling and the only running task on the
3519          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
3520          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
3521          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
3522          */
3523         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
3524                 return true;
3525
3526         return false;
3527 }
3528
3529 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3530 {
3531         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
3532                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
3533                         return false;
3534
3535                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3536                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3537                 return true;
3538         }
3539
3540         return false;
3541 }
3542
3543 #else /* !CONFIG_SMP */
3544
3545 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3546 {
3547         return false;
3548 }
3549
3550 #endif /* CONFIG_SMP */
3551
3552 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3553 {
3554         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3555         struct rq_flags rf;
3556
3557         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3558                 return;
3559
3560         rq_lock(rq, &rf);
3561         update_rq_clock(rq);
3562         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3563         rq_unlock(rq, &rf);
3564 }
3565
3566 /*
3567  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3568  *
3569  *  MIGRATION
3570  *
3571  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3572  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3573  * execution on its new CPU [c1].
3574  *
3575  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3576  *
3577  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3578  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3579  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3580  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3581  *
3582  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3583  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3584  *
3585  * Example:
3586  *
3587  *   CPU0            CPU1            CPU2
3588  *
3589  *   LOCK rq(0)->lock
3590  *   sched-out X
3591  *   sched-in Y
3592  *   UNLOCK rq(0)->lock
3593  *
3594  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3595  *                                   dequeue X
3596  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3597  *
3598  *                                   LOCK rq(1)->lock
3599  *                                   enqueue X
3600  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3601  *
3602  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3603  *                   sched-out Z
3604  *                   sched-in X
3605  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3606  *
3607  *
3608  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3609  *
3610  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3611  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3612  * chain to provide order. Instead we do:
3613  *
3614  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3615  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3616  *
3617  * Example:
3618  *
3619  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3620  *
3621  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3622  *   dequeue X
3623  *   sched-out X
3624  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3625  *
3626  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3627  *                    X->state = WAKING
3628  *                    set_task_cpu(X,2)
3629  *
3630  *                    LOCK rq(2)->lock
3631  *                    enqueue X
3632  *                    X->state = RUNNING
3633  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3634  *
3635  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3636  *                                          sched-out Z
3637  *                                          sched-in X
3638  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
3639  *
3640  *                    UNLOCK X->pi_lock
3641  *   UNLOCK rq(0)->lock
3642  *
3643  *
3644  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
3645  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
3646  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
3647  */
3648
3649 /**
3650  * try_to_wake_up - wake up a thread
3651  * @p: the thread to be awakened
3652  * @state: the mask of task states that can be woken
3653  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
3654  *
3655  * Conceptually does:
3656  *
3657  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
3658  *
3659  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
3660  *
3661  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
3662  *
3663  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
3664  * with set_current_state().
3665  *
3666  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
3667  *
3668  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
3669  *  - p->sched_class
3670  *  - p->cpus_ptr
3671  *  - p->sched_task_group
3672  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
3673  *
3674  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
3675  * Takes rq->lock in:
3676  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
3677  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
3678  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
3679  *
3680  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
3681  * many memory barriers and their comments for details.
3682  *
3683  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
3684  *         %false otherwise.
3685  */
3686 static int
3687 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
3688 {
3689         unsigned long flags;
3690         int cpu, success = 0;
3691
3692         preempt_disable();
3693         if (p == current) {
3694                 /*
3695                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
3696                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
3697                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
3698                  * without taking any locks.
3699                  *
3700                  * In particular:
3701                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
3702                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
3703                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
3704                  */
3705                 if (!(READ_ONCE(p->__state) & state))
3706                         goto out;
3707
3708                 success = 1;
3709                 trace_sched_waking(p);
3710                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3711                 trace_sched_wakeup(p);
3712                 goto out;
3713         }
3714
3715         /*
3716          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
3717          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
3718          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
3719          * in set_current_state() that the waiting thread does.
3720          */
3721         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3722         smp_mb__after_spinlock();
3723         if (!(READ_ONCE(p->__state) & state))
3724                 goto unlock;
3725
3726         trace_sched_waking(p);
3727
3728         /* We're going to change ->state: */
3729         success = 1;
3730
3731         /*
3732          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
3733          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
3734          * in smp_cond_load_acquire() below.
3735          *
3736          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
3737          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
3738          *   UNLOCK rq->lock
3739          *
3740          * __schedule() (switch to task 'p')
3741          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3742          *   smp_mb__after_spinlock();
3743          *   UNLOCK rq->lock
3744          *
3745          * [task p]
3746          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
3747          *
3748          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3749          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3750          *
3751          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
3752          */
3753         smp_rmb();
3754         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
3755                 goto unlock;
3756
3757 #ifdef CONFIG_SMP
3758         /*
3759          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
3760          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
3761          *
3762          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
3763          * from the runqueue.
3764          *
3765          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
3766          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
3767          *   UNLOCK rq->lock
3768          *
3769          * __schedule() (put 'p' to sleep)
3770          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3771          *   smp_mb__after_spinlock();
3772          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
3773          *
3774          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3775          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3776          *
3777          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
3778          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
3779          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
3780          */
3781         smp_acquire__after_ctrl_dep();
3782
3783         /*
3784          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
3785          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
3786          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
3787          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
3788          */
3789         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
3790
3791         /*
3792          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3793          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
3794          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
3795          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
3796          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
3797          *
3798          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
3799          *
3800          * set_task_cpu(p, cpu);
3801          *   STORE p->cpu = @cpu
3802          * __schedule() (switch to task 'p')
3803          *   LOCK rq->lock
3804          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
3805          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
3806          *
3807          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
3808          * scheduling.
3809          */
3810         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
3811             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
3812                 goto unlock;
3813
3814         /*
3815          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3816          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
3817          *
3818          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
3819          *
3820          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
3821          * their previous state and preserve Program Order.
3822          */
3823         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3824
3825         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
3826         if (task_cpu(p) != cpu) {
3827                 if (p->in_iowait) {
3828                         delayacct_blkio_end(p);
3829                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3830                 }
3831
3832                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
3833                 psi_ttwu_dequeue(p);
3834                 set_task_cpu(p, cpu);
3835         }
3836 #else
3837         cpu = task_cpu(p);
3838 #endif /* CONFIG_SMP */
3839
3840         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
3841 unlock:
3842         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3843 out:
3844         if (success)
3845                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
3846         preempt_enable();
3847
3848         return success;
3849 }
3850
3851 /**
3852  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
3853  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
3854  * @func: Function to invoke.
3855  * @arg: Argument to function.
3856  *
3857  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
3858  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
3859  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
3860  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
3861  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
3862  * lightweight.
3863  *
3864  * Returns:
3865  *      @false if the task slipped out from under the locks.
3866  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
3867  *              However, @func can override this by returning @false.
3868  */
3869 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
3870 {
3871         struct rq_flags rf;
3872         bool ret = false;
3873         struct rq *rq;
3874
3875         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3876         if (p->on_rq) {
3877                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3878                 if (task_rq(p) == rq)
3879                         ret = func(p, arg);
3880                 rq_unlock(rq, &rf);
3881         } else {
3882                 switch (READ_ONCE(p->__state)) {
3883                 case TASK_RUNNING:
3884                 case TASK_WAKING:
3885                         break;
3886                 default:
3887                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
3888                         if (!p->on_rq)
3889                                 ret = func(p, arg);
3890                 }
3891         }
3892         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
3893         return ret;
3894 }
3895
3896 /**
3897  * wake_up_process - Wake up a specific process
3898  * @p: The process to be woken up.
3899  *
3900  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
3901  * processes.
3902  *
3903  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
3904  *
3905  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
3906  */
3907 int wake_up_process(struct task_struct *p)
3908 {
3909         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
3910 }
3911 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
3912
3913 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
3914 {
3915         return try_to_wake_up(p, state, 0);
3916 }
3917
3918 /*
3919  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
3920  * p is forked by current.
3921  *
3922  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
3923  */
3924 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
3925 {
3926         p->on_rq                        = 0;
3927
3928         p->se.on_rq                     = 0;
3929         p->se.exec_start                = 0;
3930         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
3931         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
3932         p->se.nr_migrations             = 0;
3933         p->se.vruntime                  = 0;
3934         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
3935
3936 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3937         p->se.cfs_rq                    = NULL;
3938 #endif
3939
3940 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3941         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
3942         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
3943 #endif
3944
3945         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
3946         init_dl_task_timer(&p->dl);
3947         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
3948         __dl_clear_params(p);
3949
3950         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
3951         p->rt.timeout           = 0;
3952         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
3953         p->rt.on_rq             = 0;
3954         p->rt.on_list           = 0;
3955
3956 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3957         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
3958 #endif
3959
3960 #ifdef CONFIG_COMPACTION
3961         p->capture_control = NULL;
3962 #endif
3963         init_numa_balancing(clone_flags, p);
3964 #ifdef CONFIG_SMP
3965         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
3966         p->migration_pending = NULL;
3967 #endif
3968 }
3969
3970 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
3971
3972 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3973
3974 void set_numabalancing_state(bool enabled)
3975 {
3976         if (enabled)
3977                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
3978         else
3979                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
3980 }
3981
3982 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
3983 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
3984                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
3985 {
3986         struct ctl_table t;
3987         int err;
3988         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
3989
3990         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
3991                 return -EPERM;
3992
3993         t = *table;
3994         t.data = &state;
3995         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
3996         if (err < 0)
3997                 return err;
3998         if (write)
3999                 set_numabalancing_state(state);
4000         return err;
4001 }
4002 #endif
4003 #endif
4004
4005 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4006
4007 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4008
4009 static void set_schedstats(bool enabled)
4010 {
4011         if (enabled)
4012                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4013         else
4014                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4015 }
4016
4017 void force_schedstat_enabled(void)
4018 {
4019         if (!schedstat_enabled()) {
4020                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4021                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4022         }
4023 }
4024
4025 static int __init setup_schedstats(char *str)
4026 {
4027         int ret = 0;
4028         if (!str)
4029                 goto out;
4030
4031         if (!strcmp(str, "enable")) {
4032                 set_schedstats(true);
4033                 ret = 1;
4034         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4035                 set_schedstats(false);
4036                 ret = 1;
4037         }
4038 out:
4039         if (!ret)
4040                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4041
4042         return ret;
4043 }
4044 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4045
4046 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4047 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4048                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4049 {
4050         struct ctl_table t;
4051         int err;
4052         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4053
4054         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4055                 return -EPERM;
4056
4057         t = *table;
4058         t.data = &state;
4059         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4060         if (err < 0)
4061                 return err;
4062         if (write)
4063                 set_schedstats(state);
4064         return err;
4065 }
4066 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4067 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4068
4069 /*
4070  * fork()/clone()-time setup:
4071  */
4072 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4073 {
4074         unsigned long flags;
4075
4076         __sched_fork(clone_flags, p);
4077         /*
4078          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4079          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4080          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4081          */
4082         p->__state = TASK_NEW;
4083
4084         /*
4085          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4086          */
4087         p->prio = current->normal_prio;
4088
4089         uclamp_fork(p);
4090
4091         /*
4092          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4093          */
4094         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4095                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4096                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4097                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4098                         p->rt_priority = 0;
4099                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4100                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4101
4102                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
4103                 set_load_weight(p, false);
4104
4105                 /*
4106                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4107                  * fulfilled its duty:
4108                  */
4109                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4110         }
4111
4112         if (dl_prio(p->prio))
4113                 return -EAGAIN;
4114         else if (rt_prio(p->prio))
4115                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4116         else
4117                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4118
4119         init_entity_runnable_average(&p->se);
4120
4121         /*
4122          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
4123          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
4124          * is ran before sched_fork().
4125          *
4126          * Silence PROVE_RCU.
4127          */
4128         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4129         rseq_migrate(p);
4130         /*
4131          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4132          * so use __set_task_cpu().
4133          */
4134         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4135         if (p->sched_class->task_fork)
4136                 p->sched_class->task_fork(p);
4137         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4138
4139 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4140         if (likely(sched_info_on()))
4141                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4142 #endif
4143 #if defined(CONFIG_SMP)
4144         p->on_cpu = 0;
4145 #endif
4146         init_task_preempt_count(p);
4147 #ifdef CONFIG_SMP
4148         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4149         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4150 #endif
4151         return 0;
4152 }
4153
4154 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4155 {
4156         uclamp_post_fork(p);
4157 }
4158
4159 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4160 {
4161         if (runtime == RUNTIME_INF)
4162                 return BW_UNIT;
4163
4164         /*
4165          * Doing this here saves a lot of checks in all
4166          * the calling paths, and returning zero seems
4167          * safe for them anyway.
4168          */
4169         if (period == 0)
4170                 return 0;
4171
4172         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4173 }
4174
4175 /*
4176  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4177  *
4178  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4179  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4180  * on the runqueue and wakes it.
4181  */
4182 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4183 {
4184         struct rq_flags rf;
4185         struct rq *rq;
4186
4187         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4188         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4189 #ifdef CONFIG_SMP
4190         /*
4191          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4192          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4193          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4194          *
4195          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4196          * as we're not fully set-up yet.
4197          */
4198         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4199         rseq_migrate(p);
4200         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4201 #endif
4202         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4203         update_rq_clock(rq);
4204         post_init_entity_util_avg(p);
4205
4206         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4207         trace_sched_wakeup_new(p);
4208         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4209 #ifdef CONFIG_SMP
4210         if (p->sched_class->task_woken) {
4211                 /*
4212                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4213                  * drop it.
4214                  */
4215                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4216                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4217                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4218         }
4219 #endif
4220         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4221 }
4222
4223 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4224
4225 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4226
4227 void preempt_notifier_inc(void)
4228 {
4229         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4230 }
4231 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4232
4233 void preempt_notifier_dec(void)
4234 {
4235         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4236 }
4237 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4238
4239 /**
4240  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4241  * @notifier: notifier struct to register
4242  */
4243 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4244 {
4245         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4246                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4247
4248         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4249 }
4250 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4251
4252 /**
4253  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4254  * @notifier: notifier struct to unregister
4255  *
4256  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4257  */
4258 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4259 {
4260         hlist_del(&notifier->link);
4261 }
4262 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4263
4264 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4265 {
4266         struct preempt_notifier *notifier;
4267
4268         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4269                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4270 }
4271
4272 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4273 {
4274         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4275                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4276 }
4277
4278 static void
4279 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4280                                    struct task_struct *next)
4281 {
4282         struct preempt_notifier *notifier;
4283
4284         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4285                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4286 }
4287
4288 static __always_inline void
4289 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4290                                  struct task_struct *next)
4291 {
4292         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4293                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4294 }
4295
4296 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4297
4298 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4299 {
4300 }
4301
4302 static inline void
4303 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4304                                  struct task_struct *next)
4305 {
4306 }
4307
4308 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4309
4310 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4311 {
4312 #ifdef CONFIG_SMP
4313         /*
4314          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4315          * such that any running task will have this set.
4316          *
4317          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
4318          */
4319         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4320 #endif
4321 }
4322
4323 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4324 {
4325 #ifdef CONFIG_SMP
4326         /*
4327          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4328          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4329          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4330          * finished.
4331          *
4332          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4333          * happen before this.
4334          *
4335          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4336          */
4337         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4338 #endif
4339 }
4340
4341 #ifdef CONFIG_SMP
4342
4343 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4344 {
4345         void (*func)(struct rq *rq);
4346         struct callback_head *next;
4347
4348         lockdep_assert_rq_held(rq);
4349
4350         while (head) {
4351                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4352                 next = head->next;
4353                 head->next = NULL;
4354                 head = next;
4355
4356                 func(rq);
4357         }
4358 }
4359
4360 static void balance_push(struct rq *rq);
4361
4362 struct callback_head balance_push_callback = {
4363         .next = NULL,
4364         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4365 };
4366
4367 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4368 {
4369         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4370
4371         lockdep_assert_rq_held(rq);
4372         if (head)
4373                 rq->balance_callback = NULL;
4374
4375         return head;
4376 }
4377
4378 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4379 {
4380         do_balance_callbacks(rq, splice_balance_callbacks(rq));
4381 }
4382
4383 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4384 {
4385         unsigned long flags;
4386
4387         if (unlikely(head)) {
4388                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4389                 do_balance_callbacks(rq, head);
4390                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4391         }
4392 }
4393
4394 #else
4395
4396 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4397 {
4398 }
4399
4400 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4401 {
4402         return NULL;
4403 }
4404
4405 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4406 {
4407 }
4408
4409 #endif
4410
4411 static inline void
4412 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4413 {
4414         /*
4415          * Since the runqueue lock will be released by the next
4416          * task (which is an invalid locking op but in the case
4417          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4418          * do an early lockdep release here:
4419          */
4420         rq_unpin_lock(rq, rf);
4421         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4422 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4423         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4424         rq_lockp(rq)->owner = next;
4425 #endif
4426 }
4427
4428 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4429 {
4430         /*
4431          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4432          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4433          * prev into current:
4434          */
4435         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4436         __balance_callbacks(rq);
4437         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
4438 }
4439
4440 /*
4441  * NOP if the arch has not defined these:
4442  */
4443
4444 #ifndef prepare_arch_switch
4445 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4446 #endif
4447
4448 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4449 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4450 #endif
4451
4452 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4453 {
4454 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4455         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4456                 __kmap_local_sched_out();
4457 #endif
4458 }
4459
4460 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4461 {
4462 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4463         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4464                 __kmap_local_sched_in();
4465 #endif
4466 }
4467
4468 /**
4469  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4470  * @rq: the runqueue preparing to switch
4471  * @prev: the current task that is being switched out
4472  * @next: the task we are going to switch to.
4473  *
4474  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4475  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4476  * switch.
4477  *
4478  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4479  * hooks.
4480  */
4481 static inline void
4482 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4483                     struct task_struct *next)
4484 {
4485         kcov_prepare_switch(prev);
4486         sched_info_switch(rq, prev, next);
4487         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4488         rseq_preempt(prev);
4489         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4490         kmap_local_sched_out();
4491         prepare_task(next);
4492         prepare_arch_switch(next);
4493 }
4494
4495 /**
4496  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
4497  * @prev: the thread we just switched away from.
4498  *
4499  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
4500  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
4501  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
4502  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
4503  *
4504  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
4505  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
4506  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
4507  * details.)
4508  *
4509  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
4510  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
4511  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
4512  * because prev may have moved to another CPU.
4513  */
4514 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
4515         __releases(rq->lock)
4516 {
4517         struct rq *rq = this_rq();
4518         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
4519         long prev_state;
4520
4521         /*
4522          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
4523          * because it left us after:
4524          *
4525          *      schedule()
4526          *        preempt_disable();                    // 1
4527          *        __schedule()
4528          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
4529          *
4530          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
4531          */
4532         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
4533                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
4534                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
4535                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
4536
4537         rq->prev_mm = NULL;
4538
4539         /*
4540          * A task struct has one reference for the use as "current".
4541          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
4542          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
4543          * the scheduled task must drop that reference.
4544          *
4545          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
4546          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
4547          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
4548          * transition, resulting in a double drop.
4549          */
4550         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
4551         vtime_task_switch(prev);
4552         perf_event_task_sched_in(prev, current);
4553         finish_task(prev);
4554         tick_nohz_task_switch();
4555         finish_lock_switch(rq);
4556         finish_arch_post_lock_switch();
4557         kcov_finish_switch(current);
4558         /*
4559          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
4560          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
4561          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
4562          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
4563          * disabled either.
4564          */
4565         kmap_local_sched_in();
4566
4567         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
4568         /*
4569          * When switching through a kernel thread, the loop in
4570          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
4571          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
4572          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
4573          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
4574          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
4575          *
4576          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
4577          *   provided by mmdrop(),
4578          * - a sync_core for SYNC_CORE.
4579          */
4580         if (mm) {
4581                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
4582                 mmdrop(mm);
4583         }
4584         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
4585                 if (prev->sched_class->task_dead)
4586                         prev->sched_class->task_dead(prev);
4587
4588                 /*
4589                  * Remove function-return probe instances associated with this
4590                  * task and put them back on the free list.
4591                  */
4592                 kprobe_flush_task(prev);
4593
4594                 /* Task is done with its stack. */
4595                 put_task_stack(prev);
4596
4597                 put_task_struct_rcu_user(prev);
4598         }
4599
4600         return rq;
4601 }
4602
4603 /**
4604  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
4605  * @prev: the thread we just switched away from.
4606  */
4607 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
4608         __releases(rq->lock)
4609 {
4610         /*
4611          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
4612          * finish_task_switch() for details.
4613          *
4614          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
4615          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
4616          * PREEMPT_COUNT kernels).
4617          */
4618
4619         finish_task_switch(prev);
4620         preempt_enable();
4621
4622         if (current->set_child_tid)
4623                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
4624
4625         calculate_sigpending();
4626 }
4627
4628 /*
4629  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
4630  */
4631 static __always_inline struct rq *
4632 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4633                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4634 {
4635         prepare_task_switch(rq, prev, next);
4636
4637         /*
4638          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
4639          * combine the page table reload and the switch backend into
4640          * one hypercall.
4641          */
4642         arch_start_context_switch(prev);
4643
4644         /*
4645          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
4646          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
4647          *
4648          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
4649          *   user ->   user   switch
4650          */
4651         if (!next->mm) {                                // to kernel
4652                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
4653
4654                 next->active_mm = prev->active_mm;
4655                 if (prev->mm)                           // from user
4656                         mmgrab(prev->active_mm);
4657                 else
4658                         prev->active_mm = NULL;
4659         } else {                                        // to user
4660                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
4661                 /*
4662                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
4663                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
4664                  *
4665                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
4666                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
4667                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
4668                  */
4669                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
4670
4671                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
4672                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
4673                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
4674                         prev->active_mm = NULL;
4675                 }
4676         }
4677
4678         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4679
4680         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
4681
4682         /* Here we just switch the register state and the stack. */
4683         switch_to(prev, next, prev);
4684         barrier();
4685
4686         return finish_task_switch(prev);
4687 }
4688
4689 /*
4690  * nr_running and nr_context_switches:
4691  *
4692  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
4693  * threads, total number of context switches performed since bootup.
4694  */
4695 unsigned int nr_running(void)
4696 {
4697         unsigned int i, sum = 0;
4698
4699         for_each_online_cpu(i)
4700                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
4701
4702         return sum;
4703 }
4704
4705 /*
4706  * Check if only the current task is running on the CPU.
4707  *
4708  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
4709  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
4710  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
4711  *
4712  * - from a non-preemptible section (of course)
4713  *
4714  * - from a thread that is bound to a single CPU
4715  *
4716  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
4717  */
4718 bool single_task_running(void)
4719 {
4720         return raw_rq()->nr_running == 1;
4721 }
4722 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
4723
4724 unsigned long long nr_context_switches(void)
4725 {
4726         int i;
4727         unsigned long long sum = 0;
4728
4729         for_each_possible_cpu(i)
4730                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
4731
4732         return sum;
4733 }
4734
4735 /*
4736  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
4737  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
4738  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
4739  * it does become runnable.
4740  */
4741
4742 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
4743 {
4744         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
4745 }
4746
4747 /*
4748  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
4749  *
4750  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
4751  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
4752  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
4753  *
4754  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
4755  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
4756  * running and we'd not be idle.
4757  *
4758  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
4759  * is broken.
4760  *
4761  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
4762  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
4763  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
4764  * utilising both CPUs.
4765  *
4766  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
4767  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
4768  *
4769  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
4770  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
4771  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
4772  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
4773  *
4774  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
4775  */
4776
4777 unsigned int nr_iowait(void)
4778 {
4779         unsigned int i, sum = 0;
4780
4781         for_each_possible_cpu(i)
4782                 sum += nr_iowait_cpu(i);
4783
4784         return sum;
4785 }
4786
4787 #ifdef CONFIG_SMP
4788
4789 /*
4790  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
4791  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
4792  */
4793 void sched_exec(void)
4794 {
4795         struct task_struct *p = current;
4796         unsigned long flags;
4797         int dest_cpu;
4798
4799         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4800         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
4801         if (dest_cpu == smp_processor_id())
4802                 goto unlock;
4803
4804         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
4805                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4806
4807                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4808                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
4809                 return;
4810         }
4811 unlock:
4812         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4813 }
4814
4815 #endif
4816
4817 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4818 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
4819
4820 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4821 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
4822
4823 /*
4824  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
4825  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
4826  * we observe a high rate of cache misses in practice.
4827  * Prefetching this data results in improved performance.
4828  */
4829 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
4830 {
4831 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4832         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
4833 #else
4834         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
4835 #endif
4836         prefetch(curr);
4837         prefetch(&curr->exec_start);
4838 }
4839
4840 /*
4841  * Return accounted runtime for the task.
4842  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4843  * pending runtime that have not been accounted yet.
4844  */
4845 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4846 {
4847         struct rq_flags rf;
4848         struct rq *rq;
4849         u64 ns;
4850
4851 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
4852         /*
4853          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
4854          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
4855          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
4856          *
4857          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
4858          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
4859          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
4860          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
4861          * been accounted, so we're correct here as well.
4862          */
4863         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
4864                 return p->se.sum_exec_runtime;
4865 #endif
4866
4867         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4868         /*
4869          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
4870          * project cycles that may never be accounted to this
4871          * thread, breaking clock_gettime().
4872          */
4873         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
4874                 prefetch_curr_exec_start(p);
4875                 update_rq_clock(rq);
4876                 p->sched_class->update_curr(rq);
4877         }
4878         ns = p->se.sum_exec_runtime;
4879         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4880
4881         return ns;
4882 }
4883
4884 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4885 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
4886 {
4887         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
4888         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
4889         static bool warned_once;
4890
4891         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
4892                 return 0;
4893
4894         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
4895                 return 0;
4896
4897         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
4898                 return 0;
4899
4900         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
4901                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
4902                 rq->ticks_without_resched = 0;
4903                 return 0;
4904         }
4905
4906         rq->ticks_without_resched++;
4907         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
4908         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
4909                 return 0;
4910
4911         warned_once = true;
4912
4913         return resched_latency;
4914 }
4915
4916 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
4917 {
4918         long val;
4919
4920         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
4921                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
4922                 return 1;
4923         }
4924
4925         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
4926         return 1;
4927 }
4928 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
4929 #else
4930 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
4931 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
4932
4933 /*
4934  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4935  * We call it with interrupts disabled.
4936  */
4937 void scheduler_tick(void)
4938 {
4939         int cpu = smp_processor_id();
4940         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4941         struct task_struct *curr = rq->curr;
4942         struct rq_flags rf;
4943         unsigned long thermal_pressure;
4944         u64 resched_latency;
4945
4946         arch_scale_freq_tick();
4947         sched_clock_tick();
4948
4949         rq_lock(rq, &rf);
4950
4951         update_rq_clock(rq);
4952         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
4953         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
4954         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4955         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
4956                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
4957         calc_global_load_tick(rq);
4958
4959         rq_unlock(rq, &rf);
4960
4961         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
4962                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
4963
4964         perf_event_task_tick();
4965
4966 #ifdef CONFIG_SMP
4967         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4968         trigger_load_balance(rq);
4969 #endif
4970 }
4971
4972 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
4973
4974 struct tick_work {
4975         int                     cpu;
4976         atomic_t                state;
4977         struct delayed_work     work;
4978 };
4979 /* Values for ->state, see diagram below. */
4980 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
4981 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
4982 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
4983
4984 /*
4985  * State diagram for ->state:
4986  *
4987  *
4988  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
4989  *                    |   ^
4990  *                    |   |
4991  *                    |   | sched_tick_remote()
4992  *                    |   |
4993  *                    |   |
4994  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
4995  *                    |   ^
4996  *                    |   |
4997  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
4998  *                    |   |
4999  *                    V   |
5000  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5001  *
5002  *
5003  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5004  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5005  */
5006
5007 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5008
5009 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5010 {
5011         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5012         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5013         int cpu = twork->cpu;
5014         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5015         struct task_struct *curr;
5016         struct rq_flags rf;
5017         u64 delta;
5018         int os;
5019
5020         /*
5021          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5022          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5023          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5024          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5025          * of when exactly it is running.
5026          */
5027         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5028                 goto out_requeue;
5029
5030         rq_lock_irq(rq, &rf);
5031         curr = rq->curr;
5032         if (cpu_is_offline(cpu))
5033                 goto out_unlock;
5034
5035         update_rq_clock(rq);
5036
5037         if (!is_idle_task(curr)) {
5038                 /*
5039                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5040                  * amount of time.
5041                  */
5042                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5043                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5044         }
5045         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5046
5047         calc_load_nohz_remote(rq);
5048 out_unlock:
5049         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5050 out_requeue:
5051
5052         /*
5053          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5054          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5055          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5056          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5057          */
5058         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5059         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5060         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5061                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5062 }
5063
5064 static void sched_tick_start(int cpu)
5065 {
5066         int os;
5067         struct tick_work *twork;
5068
5069         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5070                 return;
5071
5072         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5073
5074         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5075         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5076         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5077         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5078                 twork->cpu = cpu;
5079                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5080                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5081         }
5082 }
5083
5084 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5085 static void sched_tick_stop(int cpu)
5086 {
5087         struct tick_work *twork;
5088         int os;
5089
5090         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5091                 return;
5092
5093         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5094
5095         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5096         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5097         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5098         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5099         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5100 }
5101 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5102
5103 int __init sched_tick_offload_init(void)
5104 {
5105         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5106         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5107         return 0;
5108 }
5109
5110 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5111 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5112 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5113 #endif
5114
5115 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5116                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5117 /*
5118  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5119  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5120  */
5121 static inline void preempt_latency_start(int val)
5122 {
5123         if (preempt_count() == val) {
5124                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5125 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5126                 current->preempt_disable_ip = ip;
5127 #endif
5128                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5129         }
5130 }
5131
5132 void preempt_count_add(int val)
5133 {
5134 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5135         /*
5136          * Underflow?
5137          */
5138         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5139                 return;
5140 #endif
5141         __preempt_count_add(val);
5142 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5143         /*
5144          * Spinlock count overflowing soon?
5145          */
5146         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5147                                 PREEMPT_MASK - 10);
5148 #endif
5149         preempt_latency_start(val);
5150 }
5151 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5152 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5153
5154 /*
5155  * If the value passed in equals to the current preempt count
5156  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5157  */
5158 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5159 {
5160         if (preempt_count() == val)
5161                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5162 }
5163
5164 void preempt_count_sub(int val)
5165 {
5166 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5167         /*
5168          * Underflow?
5169          */
5170         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5171                 return;
5172         /*
5173          * Is the spinlock portion underflowing?
5174          */
5175         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5176                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5177                 return;
5178 #endif
5179
5180         preempt_latency_stop(val);
5181         __preempt_count_sub(val);
5182 }
5183 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5184 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5185
5186 #else
5187 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5188 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5189 #endif
5190
5191 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5192 {
5193 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5194         return p->preempt_disable_ip;
5195 #else
5196         return 0;
5197 #endif
5198 }
5199
5200 /*
5201  * Print scheduling while atomic bug:
5202  */
5203 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5204 {
5205         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5206         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5207
5208         if (oops_in_progress)
5209                 return;
5210
5211         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5212                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5213
5214         debug_show_held_locks(prev);
5215         print_modules();
5216         if (irqs_disabled())
5217                 print_irqtrace_events(prev);
5218         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5219             && in_atomic_preempt_off()) {
5220                 pr_err("Preemption disabled at:");
5221                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5222         }
5223         if (panic_on_warn)
5224                 panic("scheduling while atomic\n");
5225
5226         dump_stack();
5227         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5228 }
5229
5230 /*
5231  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5232  */
5233 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5234 {
5235 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5236         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5237                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5238
5239         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5240                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5241 #endif
5242
5243 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5244         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5245                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5246                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5247                 dump_stack();
5248                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5249         }
5250 #endif
5251
5252         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5253                 __schedule_bug(prev);
5254                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5255         }
5256         rcu_sleep_check();
5257         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5258
5259         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5260
5261         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5262 }
5263
5264 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5265                                   struct rq_flags *rf)
5266 {
5267 #ifdef CONFIG_SMP
5268         const struct sched_class *class;
5269         /*
5270          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5271          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5272          * state as before we took rq->lock.
5273          *
5274          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5275          * a runnable task of @class priority or higher.
5276          */
5277         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5278                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5279                         break;
5280         }
5281 #endif
5282
5283         put_prev_task(rq, prev);
5284 }
5285
5286 /*
5287  * Pick up the highest-prio task:
5288  */
5289 static inline struct task_struct *
5290 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5291 {
5292         const struct sched_class *class;
5293         struct task_struct *p;
5294
5295         /*
5296          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5297          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5298          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5299          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5300          */
5301         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
5302                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5303
5304                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5305                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5306                         goto restart;
5307
5308                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5309                 if (!p) {
5310                         put_prev_task(rq, prev);
5311                         p = pick_next_task_idle(rq);
5312                 }
5313
5314                 return p;
5315         }
5316
5317 restart:
5318         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5319
5320         for_each_class(class) {
5321                 p = class->pick_next_task(rq);
5322                 if (p)
5323                         return p;
5324         }
5325
5326         /* The idle class should always have a runnable task: */
5327         BUG();
5328 }
5329
5330 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5331 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5332 {
5333         return (task_rq(t)->idle == t);
5334 }
5335
5336 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5337 {
5338         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5339 }
5340
5341 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5342 {
5343         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5344                 return true;
5345
5346         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5347 }
5348
5349 // XXX fairness/fwd progress conditions
5350 /*
5351  * Returns
5352  * - NULL if there is no runnable task for this class.
5353  * - the highest priority task for this runqueue if it matches
5354  *   rq->core->core_cookie or its priority is greater than max.
5355  * - Else returns idle_task.
5356  */
5357 static struct task_struct *
5358 pick_task(struct rq *rq, const struct sched_class *class, struct task_struct *max, bool in_fi)
5359 {
5360         struct task_struct *class_pick, *cookie_pick;
5361         unsigned long cookie = rq->core->core_cookie;
5362
5363         class_pick = class->pick_task(rq);
5364         if (!class_pick)
5365                 return NULL;
5366
5367         if (!cookie) {
5368                 /*
5369                  * If class_pick is tagged, return it only if it has
5370                  * higher priority than max.
5371                  */
5372                 if (max && class_pick->core_cookie &&
5373                     prio_less(class_pick, max, in_fi))
5374                         return idle_sched_class.pick_task(rq);
5375
5376                 return class_pick;
5377         }
5378
5379         /*
5380          * If class_pick is idle or matches cookie, return early.
5381          */
5382         if (cookie_equals(class_pick, cookie))
5383                 return class_pick;
5384
5385         cookie_pick = sched_core_find(rq, cookie);
5386
5387         /*
5388          * If class > max && class > cookie, it is the highest priority task on
5389          * the core (so far) and it must be selected, otherwise we must go with
5390          * the cookie pick in order to satisfy the constraint.
5391          */
5392         if (prio_less(cookie_pick, class_pick, in_fi) &&
5393             (!max || prio_less(max, class_pick, in_fi)))
5394                 return class_pick;
5395
5396         return cookie_pick;
5397 }
5398
5399 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5400
5401 static struct task_struct *
5402 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5403 {
5404         struct task_struct *next, *max = NULL;
5405         const struct sched_class *class;
5406         const struct cpumask *smt_mask;
5407         bool fi_before = false;
5408         int i, j, cpu, occ = 0;
5409         bool need_sync;
5410
5411         if (!sched_core_enabled(rq))
5412                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5413
5414         cpu = cpu_of(rq);
5415
5416         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5417         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5418                 /*
5419                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5420                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5421                  * another cpu during offline.
5422                  */
5423                 rq->core_pick = NULL;
5424                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5425         }
5426
5427         /*
5428          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5429          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5430          * pick yet, do so now.
5431          *
5432          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5433          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5434          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5435          */
5436         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5437             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5438             rq->core_pick) {
5439                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5440
5441                 next = rq->core_pick;
5442                 if (next != prev) {
5443                         put_prev_task(rq, prev);
5444                         set_next_task(rq, next);
5445                 }
5446
5447                 rq->core_pick = NULL;
5448                 return next;
5449         }
5450
5451         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5452
5453         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5454         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5455
5456         /* reset state */
5457         rq->core->core_cookie = 0UL;
5458         if (rq->core->core_forceidle) {
5459                 need_sync = true;
5460                 fi_before = true;
5461                 rq->core->core_forceidle = false;
5462         }
5463
5464         /*
5465          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
5466          *
5467          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
5468          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
5469          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
5470          *
5471          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
5472          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
5473          */
5474         rq->core->core_task_seq++;
5475
5476         /*
5477          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
5478          * and there are no cookied tasks running on siblings.
5479          */
5480         if (!need_sync) {
5481                 for_each_class(class) {
5482                         next = class->pick_task(rq);
5483                         if (next)
5484                                 break;
5485                 }
5486
5487                 if (!next->core_cookie) {
5488                         rq->core_pick = NULL;
5489                         /*
5490                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
5491                          * unconstrained picks as well.
5492                          */
5493                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
5494                         task_vruntime_update(rq, next, false);
5495                         goto done;
5496                 }
5497         }
5498
5499         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5500                 struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5501
5502                 rq_i->core_pick = NULL;
5503
5504                 if (i != cpu)
5505                         update_rq_clock(rq_i);
5506         }
5507
5508         /*
5509          * Try and select tasks for each sibling in descending sched_class
5510          * order.
5511          */
5512         for_each_class(class) {
5513 again:
5514                 for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
5515                         struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5516                         struct task_struct *p;
5517
5518                         if (rq_i->core_pick)
5519                                 continue;
5520
5521                         /*
5522                          * If this sibling doesn't yet have a suitable task to
5523                          * run; ask for the most eligible task, given the
5524                          * highest priority task already selected for this
5525                          * core.
5526                          */
5527                         p = pick_task(rq_i, class, max, fi_before);
5528                         if (!p)
5529                                 continue;
5530
5531                         if (!is_task_rq_idle(p))
5532                                 occ++;
5533
5534                         rq_i->core_pick = p;
5535                         if (rq_i->idle == p && rq_i->nr_running) {
5536                                 rq->core->core_forceidle = true;
5537                                 if (!fi_before)
5538                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
5539                         }
5540
5541                         /*
5542                          * If this new candidate is of higher priority than the
5543                          * previous; and they're incompatible; we need to wipe
5544                          * the slate and start over. pick_task makes sure that
5545                          * p's priority is more than max if it doesn't match
5546                          * max's cookie.
5547                          *
5548                          * NOTE: this is a linear max-filter and is thus bounded
5549                          * in execution time.
5550                          */
5551                         if (!max || !cookie_match(max, p)) {
5552                                 struct task_struct *old_max = max;
5553
5554                                 rq->core->core_cookie = p->core_cookie;
5555                                 max = p;
5556
5557                                 if (old_max) {
5558                                         rq->core->core_forceidle = false;
5559                                         for_each_cpu(j, smt_mask) {
5560                                                 if (j == i)
5561                                                         continue;
5562
5563                                                 cpu_rq(j)->core_pick = NULL;
5564                                         }
5565                                         occ = 1;
5566                                         goto again;
5567                                 }
5568                         }
5569                 }
5570         }
5571
5572         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
5573         next = rq->core_pick;
5574         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
5575
5576         /* Something should have been selected for current CPU */
5577         WARN_ON_ONCE(!next);
5578
5579         /*
5580          * Reschedule siblings
5581          *
5582          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
5583          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
5584          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
5585          * non-matching user state.
5586          */
5587         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5588                 struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5589
5590                 /*
5591                  * An online sibling might have gone offline before a task
5592                  * could be picked for it, or it might be offline but later
5593                  * happen to come online, but its too late and nothing was
5594                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
5595                  * so ignore it.
5596                  */
5597                 if (!rq_i->core_pick)
5598                         continue;
5599
5600                 /*
5601                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
5602                  * fi_before     fi      update?
5603                  *  0            0       1
5604                  *  0            1       1
5605                  *  1            0       1
5606                  *  1            1       0
5607                  */
5608                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle))
5609                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, rq->core->core_forceidle);
5610
5611                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
5612
5613                 if (i == cpu) {
5614                         rq_i->core_pick = NULL;
5615                         continue;
5616                 }
5617
5618                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
5619                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
5620
5621                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
5622                         rq_i->core_pick = NULL;
5623                         continue;
5624                 }
5625
5626                 resched_curr(rq_i);
5627         }
5628
5629 done:
5630         set_next_task(rq, next);
5631         return next;
5632 }
5633
5634 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
5635 {
5636         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
5637         struct task_struct *p;
5638         unsigned long cookie;
5639         bool success = false;
5640
5641         local_irq_disable();
5642         double_rq_lock(dst, src);
5643
5644         cookie = dst->core->core_cookie;
5645         if (!cookie)
5646                 goto unlock;
5647
5648         if (dst->curr != dst->idle)
5649                 goto unlock;
5650
5651         p = sched_core_find(src, cookie);
5652         if (p == src->idle)
5653                 goto unlock;
5654
5655         do {
5656                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
5657                         goto next;
5658
5659                 if (!cpumask_test_cpu(this, &p->cpus_mask))
5660                         goto next;
5661
5662                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
5663                         goto next;
5664
5665                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5666                 deactivate_task(src, p, 0);
5667                 set_task_cpu(p, this);
5668                 activate_task(dst, p, 0);
5669                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5670
5671                 resched_curr(dst);
5672
5673                 success = true;
5674                 break;
5675
5676 next:
5677                 p = sched_core_next(p, cookie);
5678         } while (p);
5679
5680 unlock:
5681         double_rq_unlock(dst, src);
5682         local_irq_enable();
5683
5684         return success;
5685 }
5686
5687 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
5688 {
5689         int i;
5690
5691         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
5692                 if (i == cpu)
5693                         continue;
5694
5695                 if (need_resched())
5696                         break;
5697
5698                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
5699                         return true;
5700         }
5701
5702         return false;
5703 }
5704
5705 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
5706 {
5707         struct sched_domain *sd;
5708         int cpu = cpu_of(rq);
5709
5710         preempt_disable();
5711         rcu_read_lock();
5712         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5713         for_each_domain(cpu, sd) {
5714                 if (need_resched())
5715                         break;
5716
5717                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
5718                         break;
5719         }
5720         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
5721         rcu_read_unlock();
5722         preempt_enable();
5723 }
5724
5725 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, core_balance_head);
5726
5727 void queue_core_balance(struct rq *rq)
5728 {
5729         if (!sched_core_enabled(rq))
5730                 return;
5731
5732         if (!rq->core->core_cookie)
5733                 return;
5734
5735         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
5736                 return;
5737
5738         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
5739 }
5740
5741 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
5742 {
5743         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5744         struct rq *rq, *core_rq = NULL;
5745         int i;
5746
5747         core_rq = cpu_rq(cpu)->core;
5748
5749         if (!core_rq) {
5750                 for_each_cpu(i, smt_mask) {
5751                         rq = cpu_rq(i);
5752                         if (rq->core && rq->core == rq)
5753                                 core_rq = rq;
5754                 }
5755
5756                 if (!core_rq)
5757                         core_rq = cpu_rq(cpu);
5758
5759                 for_each_cpu(i, smt_mask) {
5760                         rq = cpu_rq(i);
5761
5762                         WARN_ON_ONCE(rq->core && rq->core != core_rq);
5763                         rq->core = core_rq;
5764                 }
5765         }
5766 }
5767 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
5768
5769 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
5770
5771 static struct task_struct *
5772 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5773 {
5774         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5775 }
5776
5777 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
5778
5779 /*
5780  * __schedule() is the main scheduler function.
5781  *
5782  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
5783  *
5784  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
5785  *
5786  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
5787  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
5788  *
5789  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
5790  *      interrupt handler scheduler_tick().
5791  *
5792  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
5793  *      task to the run-queue and that's it.
5794  *
5795  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
5796  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
5797  *      called on the nearest possible occasion:
5798  *
5799  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
5800  *
5801  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
5802  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
5803  *           spin_unlock()!)
5804  *
5805  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
5806  *           preemptible context
5807  *
5808  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
5809  *         then at the next:
5810  *
5811  *          - cond_resched() call
5812  *          - explicit schedule() call
5813  *          - return from syscall or exception to user-space
5814  *          - return from interrupt-handler to user-space
5815  *
5816  * WARNING: must be called with preemption disabled!
5817  */
5818 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
5819 {
5820         struct task_struct *prev, *next;
5821         unsigned long *switch_count;
5822         unsigned long prev_state;
5823         struct rq_flags rf;
5824         struct rq *rq;
5825         int cpu;
5826
5827         cpu = smp_processor_id();
5828         rq = cpu_rq(cpu);
5829         prev = rq->curr;
5830
5831         schedule_debug(prev, preempt);
5832
5833         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
5834                 hrtick_clear(rq);
5835
5836         local_irq_disable();
5837         rcu_note_context_switch(preempt);
5838
5839         /*
5840          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
5841          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
5842          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
5843          *
5844          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
5845          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
5846          *                                        wake_up_state(p, state)
5847          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
5848          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
5849          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
5850          *
5851          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
5852          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
5853          */
5854         rq_lock(rq, &rf);
5855         smp_mb__after_spinlock();
5856
5857         /* Promote REQ to ACT */
5858         rq->clock_update_flags <<= 1;
5859         update_rq_clock(rq);
5860
5861         switch_count = &prev->nivcsw;
5862
5863         /*
5864          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
5865          * that:
5866          *
5867          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
5868          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
5869          */
5870         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
5871         if (!preempt && prev_state) {
5872                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
5873                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
5874                 } else {
5875                         prev->sched_contributes_to_load =
5876                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
5877                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
5878                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
5879
5880                         if (prev->sched_contributes_to_load)
5881                                 rq->nr_uninterruptible++;
5882
5883                         /*
5884                          * __schedule()                 ttwu()
5885                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
5886                          *   if (prev_state)                goto out;
5887                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
5888                          *                                p->state = TASK_WAKING
5889                          *
5890                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
5891                          *
5892                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
5893                          */
5894                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
5895
5896                         if (prev->in_iowait) {
5897                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5898                                 delayacct_blkio_start();
5899                         }
5900                 }
5901                 switch_count = &prev->nvcsw;
5902         }
5903
5904         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
5905         clear_tsk_need_resched(prev);
5906         clear_preempt_need_resched();
5907 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5908         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
5909 #endif
5910
5911         if (likely(prev != next)) {
5912                 rq->nr_switches++;
5913                 /*
5914                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
5915                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
5916                  */
5917                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
5918                 /*
5919                  * The membarrier system call requires each architecture
5920                  * to have a full memory barrier after updating
5921                  * rq->curr, before returning to user-space.
5922                  *
5923                  * Here are the schemes providing that barrier on the
5924                  * various architectures:
5925                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
5926                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
5927                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
5928                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
5929                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
5930                  *   is a RELEASE barrier),
5931                  */
5932                 ++*switch_count;
5933
5934                 migrate_disable_switch(rq, prev);
5935                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
5936
5937                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
5938
5939                 /* Also unlocks the rq: */
5940                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
5941         } else {
5942                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5943
5944                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5945                 __balance_callbacks(rq);
5946                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5947         }
5948 }
5949
5950 void __noreturn do_task_dead(void)
5951 {
5952         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
5953         set_special_state(TASK_DEAD);
5954
5955         /* Tell freezer to ignore us: */
5956         current->flags |= PF_NOFREEZE;
5957
5958         __schedule(false);
5959         BUG();
5960
5961         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
5962         for (;;)
5963                 cpu_relax();
5964 }
5965
5966 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
5967 {
5968         unsigned int task_flags;
5969
5970         if (task_is_running(tsk))
5971                 return;
5972
5973         task_flags = tsk->flags;
5974         /*
5975          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
5976          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
5977          * As this function is called inside the schedule() context,
5978          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
5979          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
5980          * requires it.
5981          */
5982         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
5983                 preempt_disable();
5984                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
5985                         wq_worker_sleeping(tsk);
5986                 else
5987                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
5988                 preempt_enable_no_resched();
5989         }
5990
5991         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
5992                 return;
5993
5994         /*
5995          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
5996          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
5997          */
5998         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
5999                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
6000 }
6001
6002 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6003 {
6004         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6005                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6006                         wq_worker_running(tsk);
6007                 else
6008                         io_wq_worker_running(tsk);
6009         }
6010 }
6011
6012 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6013 {
6014         struct task_struct *tsk = current;
6015
6016         sched_submit_work(tsk);
6017         do {
6018                 preempt_disable();
6019                 __schedule(false);
6020                 sched_preempt_enable_no_resched();
6021         } while (need_resched());
6022         sched_update_worker(tsk);
6023 }
6024 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6025
6026 /*
6027  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6028  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6029  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6030  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6031  * (schedule out non-voluntarily).
6032  *
6033  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6034  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6035  */
6036 void __sched schedule_idle(void)
6037 {
6038         /*
6039          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6040          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6041          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6042          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6043          * TASK_RUNNING state.
6044          */
6045         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6046         do {
6047                 __schedule(false);
6048         } while (need_resched());
6049 }
6050
6051 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_OFFSTACK)
6052 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6053 {
6054         /*
6055          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6056          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6057          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6058          * we find a better solution.
6059          *
6060          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6061          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6062          * too frequently to make sense yet.
6063          */
6064         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6065         schedule();
6066         exception_exit(prev_state);
6067 }
6068 #endif
6069
6070 /**
6071  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6072  *
6073  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6074  */
6075 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6076 {
6077         sched_preempt_enable_no_resched();
6078         schedule();
6079         preempt_disable();
6080 }
6081
6082 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6083 {
6084         do {
6085                 /*
6086                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6087                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6088                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6089                  * by the function tracer will call this function again and
6090                  * cause infinite recursion.
6091                  *
6092                  * Preemption must be disabled here before the function
6093                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6094                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6095                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6096                  * which can also be traced by the function tracer.
6097                  */
6098                 preempt_disable_notrace();
6099                 preempt_latency_start(1);
6100                 __schedule(true);
6101                 preempt_latency_stop(1);
6102                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6103
6104                 /*
6105                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6106                  * between schedule and now.
6107                  */
6108         } while (need_resched());
6109 }
6110
6111 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6112 /*
6113  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6114  * off of preempt_enable.
6115  */
6116 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6117 {
6118         /*
6119          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6120          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6121          */
6122         if (likely(!preemptible()))
6123                 return;
6124
6125         preempt_schedule_common();
6126 }
6127 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6128 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6129
6130 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6131 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6132 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6133 #endif
6134
6135
6136 /**
6137  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6138  *
6139  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6140  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6141  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6142  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6143  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6144  * to be called when the system is still in usermode.
6145  *
6146  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6147  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6148  * calling the scheduler.
6149  */
6150 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6151 {
6152         enum ctx_state prev_ctx;
6153
6154         if (likely(!preemptible()))
6155                 return;
6156
6157         do {
6158                 /*
6159                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6160                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6161                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6162                  * by the function tracer will call this function again and
6163                  * cause infinite recursion.
6164                  *
6165                  * Preemption must be disabled here before the function
6166                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6167                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6168                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6169                  * which can also be traced by the function tracer.
6170                  */
6171                 preempt_disable_notrace();
6172                 preempt_latency_start(1);
6173                 /*
6174                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6175                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6176                  * an infinite recursion.
6177                  */
6178                 prev_ctx = exception_enter();
6179                 __schedule(true);
6180                 exception_exit(prev_ctx);
6181
6182                 preempt_latency_stop(1);
6183                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6184         } while (need_resched());
6185 }
6186 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6187
6188 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6189 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6190 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6191 #endif
6192
6193 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6194
6195 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6196
6197 #include <linux/entry-common.h>
6198
6199 /*
6200  * SC:cond_resched
6201  * SC:might_resched
6202  * SC:preempt_schedule
6203  * SC:preempt_schedule_notrace
6204  * SC:irqentry_exit_cond_resched
6205  *
6206  *
6207  * NONE:
6208  *   cond_resched               <- __cond_resched
6209  *   might_resched              <- RET0
6210  *   preempt_schedule           <- NOP
6211  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6212  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6213  *
6214  * VOLUNTARY:
6215  *   cond_resched               <- __cond_resched
6216  *   might_resched              <- __cond_resched
6217  *   preempt_schedule           <- NOP
6218  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6219  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6220  *
6221  * FULL:
6222  *   cond_resched               <- RET0
6223  *   might_resched              <- RET0
6224  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
6225  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
6226  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
6227  */
6228
6229 enum {
6230         preempt_dynamic_none = 0,
6231         preempt_dynamic_voluntary,
6232         preempt_dynamic_full,
6233 };
6234
6235 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
6236
6237 int sched_dynamic_mode(const char *str)
6238 {
6239         if (!strcmp(str, "none"))
6240                 return preempt_dynamic_none;
6241
6242         if (!strcmp(str, "voluntary"))
6243                 return preempt_dynamic_voluntary;
6244
6245         if (!strcmp(str, "full"))
6246                 return preempt_dynamic_full;
6247
6248         return -EINVAL;
6249 }
6250
6251 void sched_dynamic_update(int mode)
6252 {
6253         /*
6254          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
6255          * the ZERO state, which is invalid.
6256          */
6257         static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6258         static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6259         static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6260         static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6261         static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6262
6263         switch (mode) {
6264         case preempt_dynamic_none:
6265                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6266                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6267                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6268                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6269                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6270                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
6271                 break;
6272
6273         case preempt_dynamic_voluntary:
6274                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6275                 static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6276                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6277                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6278                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6279                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
6280                 break;
6281
6282         case preempt_dynamic_full:
6283                 static_call_update(cond_resched, (void *)&__static_call_return0);
6284                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6285                 static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6286                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6287                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6288                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
6289                 break;
6290         }
6291
6292         preempt_dynamic_mode = mode;
6293 }
6294
6295 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
6296 {
6297         int mode = sched_dynamic_mode(str);
6298         if (mode < 0) {
6299                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
6300                 return 1;
6301         }
6302
6303         sched_dynamic_update(mode);
6304         return 0;
6305 }
6306 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
6307
6308 #endif /* CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
6309
6310 /*
6311  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6312  * off of irq context.
6313  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6314  * protect us against recursive calling from irq.
6315  */
6316 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6317 {
6318         enum ctx_state prev_state;
6319
6320         /* Catch callers which need to be fixed */
6321         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6322
6323         prev_state = exception_enter();
6324
6325         do {
6326                 preempt_disable();
6327                 local_irq_enable();
6328                 __schedule(true);
6329                 local_irq_disable();
6330                 sched_preempt_enable_no_resched();
6331         } while (need_resched());
6332
6333         exception_exit(prev_state);
6334 }
6335
6336 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6337                           void *key)
6338 {
6339         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6340         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6341 }
6342 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6343
6344 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6345
6346 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6347 {
6348         if (pi_task)
6349                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6350
6351         return prio;
6352 }
6353
6354 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6355 {
6356         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6357
6358         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6359 }
6360
6361 /*
6362  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6363  * @p: task to boost
6364  * @pi_task: donor task
6365  *
6366  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6367  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6368  *
6369  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6370  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6371  */
6372 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6373 {
6374         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6375                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6376         const struct sched_class *prev_class;
6377         struct rq_flags rf;
6378         struct rq *rq;
6379
6380         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6381         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6382
6383         /*
6384          * If nothing changed; bail early.
6385          */
6386         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6387                 return;
6388
6389         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6390         update_rq_clock(rq);
6391         /*
6392          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6393          * either lock.
6394          *
6395          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6396          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6397          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6398          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6399          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6400          */
6401         p->pi_top_task = pi_task;
6402
6403         /*
6404          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6405          */
6406         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6407                 goto out_unlock;
6408
6409         /*
6410          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6411          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6412          *
6413          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6414          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6415          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6416          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6417          * with interrupts disabled and will complete the lock
6418          * protected section without being interrupted. So there is no
6419          * real need to boost.
6420          */
6421         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6422                 WARN_ON(p != rq->curr);
6423                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6424                 goto out_unlock;
6425         }
6426
6427         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6428         oldprio = p->prio;
6429
6430         if (oldprio == prio)
6431                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6432
6433         prev_class = p->sched_class;
6434         queued = task_on_rq_queued(p);
6435         running = task_current(rq, p);
6436         if (queued)
6437                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6438         if (running)
6439                 put_prev_task(rq, p);
6440
6441         /*
6442          * Boosting condition are:
6443          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6444          *      --> -dl task blocks on mutex A
6445          *
6446          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6447          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6448          *          running task
6449          */
6450         if (dl_prio(prio)) {
6451                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
6452                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
6453                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
6454                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
6455                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
6456                 } else {
6457                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6458                 }
6459                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6460         } else if (rt_prio(prio)) {
6461                 if (dl_prio(oldprio))
6462                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6463                 if (oldprio < prio)
6464                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
6465                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6466         } else {
6467                 if (dl_prio(oldprio))
6468                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6469                 if (rt_prio(oldprio))
6470                         p->rt.timeout = 0;
6471                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6472         }
6473
6474         p->prio = prio;
6475
6476         if (queued)
6477                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
6478         if (running)
6479                 set_next_task(rq, p);
6480
6481         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6482 out_unlock:
6483         /* Avoid rq from going away on us: */
6484         preempt_disable();
6485
6486         rq_unpin_lock(rq, &rf);
6487         __balance_callbacks(rq);
6488         raw_spin_rq_unlock(rq);
6489
6490         preempt_enable();
6491 }
6492 #else
6493 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6494 {
6495         return prio;
6496 }
6497 #endif
6498
6499 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6500 {
6501         bool queued, running;
6502         int old_prio;
6503         struct rq_flags rf;
6504         struct rq *rq;
6505
6506         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6507                 return;
6508         /*
6509          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6510          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6511          */
6512         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6513         update_rq_clock(rq);
6514
6515         /*
6516          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6517          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6518          * it won't have any effect on scheduling until the task is
6519          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
6520          */
6521         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
6522                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6523                 goto out_unlock;
6524         }
6525         queued = task_on_rq_queued(p);
6526         running = task_current(rq, p);
6527         if (queued)
6528                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
6529         if (running)
6530                 put_prev_task(rq, p);
6531
6532         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6533         set_load_weight(p, true);
6534         old_prio = p->prio;
6535         p->prio = effective_prio(p);
6536
6537         if (queued)
6538                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6539         if (running)
6540                 set_next_task(rq, p);
6541
6542         /*
6543          * If the task increased its priority or is running and
6544          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6545          */
6546         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
6547
6548 out_unlock:
6549         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6550 }
6551 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6552
6553 /*
6554  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6555  * @p: task
6556  * @nice: nice value
6557  */
6558 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6559 {
6560         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
6561         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
6562
6563         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
6564                 capable(CAP_SYS_NICE));
6565 }
6566
6567 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6568
6569 /*
6570  * sys_nice - change the priority of the current process.
6571  * @increment: priority increment
6572  *
6573  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6574  * does similar things.
6575  */
6576 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6577 {
6578         long nice, retval;
6579
6580         /*
6581          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6582          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6583          * and we have a single winner.
6584          */
6585         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
6586         nice = task_nice(current) + increment;
6587
6588         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
6589         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6590                 return -EPERM;
6591
6592         retval = security_task_setnice(current, nice);
6593         if (retval)
6594                 return retval;
6595
6596         set_user_nice(current, nice);
6597         return 0;
6598 }
6599
6600 #endif
6601
6602 /**
6603  * task_prio - return the priority value of a given task.
6604  * @p: the task in question.
6605  *
6606  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
6607  *
6608  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
6609  *
6610  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
6611  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
6612  * deadline                     -101             -1           0
6613  */
6614 int task_prio(const struct task_struct *p)
6615 {
6616         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6617 }
6618
6619 /**
6620  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
6621  * @cpu: the processor in question.
6622  *
6623  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6624  */
6625 int idle_cpu(int cpu)
6626 {
6627         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6628
6629         if (rq->curr != rq->idle)
6630                 return 0;
6631
6632         if (rq->nr_running)
6633                 return 0;
6634
6635 #ifdef CONFIG_SMP
6636         if (rq->ttwu_pending)
6637                 return 0;
6638 #endif
6639
6640         return 1;
6641 }
6642
6643 /**
6644  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
6645  * @cpu: the CPU in question.
6646  *
6647  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6648  */
6649 int available_idle_cpu(int cpu)
6650 {
6651         if (!idle_cpu(cpu))
6652                 return 0;
6653
6654         if (vcpu_is_preempted(cpu))
6655                 return 0;
6656
6657         return 1;
6658 }
6659
6660 /**
6661  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
6662  * @cpu: the processor in question.
6663  *
6664  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
6665  */
6666 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6667 {
6668         return cpu_rq(cpu)->idle;
6669 }
6670
6671 #ifdef CONFIG_SMP
6672 /*
6673  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
6674  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
6675  *
6676  * The scheduler tracks the following metrics:
6677  *
6678  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
6679  *   cpu_bw_dl()
6680  *
6681  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
6682  * synchronized windows and are thus directly comparable.
6683  *
6684  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
6685  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
6686  * in the irq utilization.
6687  *
6688  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
6689  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
6690  * required to meet deadlines.
6691  */
6692 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
6693                                  unsigned long max, enum cpu_util_type type,
6694                                  struct task_struct *p)
6695 {
6696         unsigned long dl_util, util, irq;
6697         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6698
6699         if (!uclamp_is_used() &&
6700             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
6701                 return max;
6702         }
6703
6704         /*
6705          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
6706          * because of inaccuracies in how we track these -- see
6707          * update_irq_load_avg().
6708          */
6709         irq = cpu_util_irq(rq);
6710         if (unlikely(irq >= max))
6711                 return max;
6712
6713         /*
6714          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
6715          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
6716          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
6717          * to obtain the CPU's actual utilization.
6718          *
6719          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
6720          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
6721          * tasks.
6722          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
6723          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
6724          */
6725         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
6726         if (type == FREQUENCY_UTIL)
6727                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
6728
6729         dl_util = cpu_util_dl(rq);
6730
6731         /*
6732          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
6733          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
6734          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
6735          * that we select f_max when there is no idle time.
6736          *
6737          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
6738          * saturation when we should -- something for later.
6739          */
6740         if (util + dl_util >= max)
6741                 return max;
6742
6743         /*
6744          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
6745          * include util_dl and ignore dl_bw.
6746          */
6747         if (type == ENERGY_UTIL)
6748                 util += dl_util;
6749
6750         /*
6751          * There is still idle time; further improve the number by using the
6752          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
6753          * need to scale the task numbers:
6754          *
6755          *              max - irq
6756          *   U' = irq + --------- * U
6757          *                 max
6758          */
6759         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
6760         util += irq;
6761
6762         /*
6763          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
6764          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
6765          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
6766          * periods of time.
6767          *
6768          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
6769          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
6770          * an interface. So, we only do the latter for now.
6771          */
6772         if (type == FREQUENCY_UTIL)
6773                 util += cpu_bw_dl(rq);
6774
6775         return min(max, util);
6776 }
6777
6778 unsigned long sched_cpu_util(int cpu, unsigned long max)
6779 {
6780         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu_rq(cpu)), max,
6781                                   ENERGY_UTIL, NULL);
6782 }
6783 #endif /* CONFIG_SMP */
6784
6785 /**
6786  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6787  * @pid: the pid in question.
6788  *
6789  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
6790  */
6791 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6792 {
6793         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6794 }
6795
6796 /*
6797  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
6798  * it calls know not to change it.
6799  */
6800 #define SETPARAM_POLICY -1
6801
6802 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
6803                 const struct sched_attr *attr)
6804 {
6805         int policy = attr->sched_policy;
6806
6807         if (policy == SETPARAM_POLICY)
6808                 policy = p->policy;
6809
6810         p->policy = policy;
6811
6812         if (dl_policy(policy))
6813                 __setparam_dl(p, attr);
6814         else if (fair_policy(policy))
6815                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
6816
6817         /*
6818          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
6819          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
6820          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
6821          */
6822         p->rt_priority = attr->sched_priority;
6823         p->normal_prio = normal_prio(p);
6824         set_load_weight(p, true);
6825 }
6826
6827 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
6828 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
6829                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
6830 {
6831         /*
6832          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
6833          * either.
6834          */
6835         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
6836                 return;
6837
6838         __setscheduler_params(p, attr);
6839
6840         /*
6841          * Keep a potential priority boosting if called from
6842          * sched_setscheduler().
6843          */
6844         p->prio = normal_prio(p);
6845         if (keep_boost)
6846                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
6847
6848         if (dl_prio(p->prio))
6849                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6850         else if (rt_prio(p->prio))
6851                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6852         else
6853                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6854 }
6855
6856 /*
6857  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
6858  */
6859 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6860 {
6861         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6862         bool match;
6863
6864         rcu_read_lock();
6865         pcred = __task_cred(p);
6866         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
6867                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
6868         rcu_read_unlock();
6869         return match;
6870 }
6871
6872 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
6873                                 const struct sched_attr *attr,
6874                                 bool user, bool pi)
6875 {
6876         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
6877                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
6878         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
6879         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
6880         const struct sched_class *prev_class;
6881         struct callback_head *head;
6882         struct rq_flags rf;
6883         int reset_on_fork;
6884         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6885         struct rq *rq;
6886
6887         /* The pi code expects interrupts enabled */
6888         BUG_ON(pi && in_interrupt());
6889 recheck:
6890         /* Double check policy once rq lock held: */
6891         if (policy < 0) {
6892                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6893                 policy = oldpolicy = p->policy;
6894         } else {
6895                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
6896
6897                 if (!valid_policy(policy))
6898                         return -EINVAL;
6899         }
6900
6901         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
6902                 return -EINVAL;
6903
6904         /*
6905          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6906          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6907          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6908          */
6909         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
6910                 return -EINVAL;
6911         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
6912             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
6913                 return -EINVAL;
6914
6915         /*
6916          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6917          */
6918         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6919                 if (fair_policy(policy)) {
6920                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
6921                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
6922                                 return -EPERM;
6923                 }
6924
6925                 if (rt_policy(policy)) {
6926                         unsigned long rlim_rtprio =
6927                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
6928
6929                         /* Can't set/change the rt policy: */
6930                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6931                                 return -EPERM;
6932
6933                         /* Can't increase priority: */
6934                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
6935                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
6936                                 return -EPERM;
6937                 }
6938
6939                  /*
6940                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
6941                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
6942                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
6943                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
6944                   */
6945                 if (dl_policy(policy))
6946                         return -EPERM;
6947
6948                 /*
6949                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
6950                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
6951                  */
6952                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
6953                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
6954                                 return -EPERM;
6955                 }
6956
6957                 /* Can't change other user's priorities: */
6958                 if (!check_same_owner(p))
6959                         return -EPERM;
6960
6961                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
6962                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6963                         return -EPERM;
6964         }
6965
6966         if (user) {
6967                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
6968                         return -EINVAL;
6969
6970                 retval = security_task_setscheduler(p);
6971                 if (retval)
6972                         return retval;
6973         }
6974
6975         /* Update task specific "requested" clamps */
6976         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
6977                 retval = uclamp_validate(p, attr);
6978                 if (retval)
6979                         return retval;
6980         }
6981
6982         if (pi)
6983                 cpuset_read_lock();
6984
6985         /*
6986          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6987          * changing the priority of the task:
6988          *
6989          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
6990          * runqueue lock must be held.
6991          */
6992         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6993         update_rq_clock(rq);
6994
6995         /*
6996          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
6997          */
6998         if (p == rq->stop) {
6999                 retval = -EINVAL;
7000                 goto unlock;
7001         }
7002
7003         /*
7004          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7005          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7006          */
7007         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7008                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7009                         goto change;
7010                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7011                         goto change;
7012                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7013                         goto change;
7014                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7015                         goto change;
7016
7017                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7018                 retval = 0;
7019                 goto unlock;
7020         }
7021 change:
7022
7023         if (user) {
7024 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7025                 /*
7026                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7027                  * assigned.
7028                  */
7029                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7030                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7031                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7032                         retval = -EPERM;
7033                         goto unlock;
7034                 }
7035 #endif
7036 #ifdef CONFIG_SMP
7037                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7038                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7039                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7040
7041                         /*
7042                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7043                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7044                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7045                          */
7046                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7047                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7048                                 retval = -EPERM;
7049                                 goto unlock;
7050                         }
7051                 }
7052 #endif
7053         }
7054
7055         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7056         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7057                 policy = oldpolicy = -1;
7058                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7059                 if (pi)
7060                         cpuset_read_unlock();
7061                 goto recheck;
7062         }
7063
7064         /*
7065          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7066          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7067          * is available.
7068          */
7069         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7070                 retval = -EBUSY;
7071                 goto unlock;
7072         }
7073
7074         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7075         oldprio = p->prio;
7076
7077         if (pi) {
7078                 /*
7079                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7080                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7081                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7082                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7083                  * itself.
7084                  */
7085                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
7086                 if (new_effective_prio == oldprio)
7087                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7088         }
7089
7090         queued = task_on_rq_queued(p);
7091         running = task_current(rq, p);
7092         if (queued)
7093                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7094         if (running)
7095                 put_prev_task(rq, p);
7096
7097         prev_class = p->sched_class;
7098
7099         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
7100         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7101
7102         if (queued) {
7103                 /*
7104                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7105                  * increased (user space view).
7106                  */
7107                 if (oldprio < p->prio)
7108                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7109
7110                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7111         }
7112         if (running)
7113                 set_next_task(rq, p);
7114
7115         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7116
7117         /* Avoid rq from going away on us: */
7118         preempt_disable();
7119         head = splice_balance_callbacks(rq);
7120         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7121
7122         if (pi) {
7123                 cpuset_read_unlock();
7124                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7125         }
7126
7127         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7128         balance_callbacks(rq, head);
7129         preempt_enable();
7130
7131         return 0;
7132
7133 unlock:
7134         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7135         if (pi)
7136                 cpuset_read_unlock();
7137         return retval;
7138 }
7139
7140 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7141                                const struct sched_param *param, bool check)
7142 {
7143         struct sched_attr attr = {
7144                 .sched_policy   = policy,
7145                 .sched_priority = param->sched_priority,
7146                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7147         };
7148
7149         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7150         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7151                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7152                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7153                 attr.sched_policy = policy;
7154         }
7155
7156         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7157 }
7158 /**
7159  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7160  * @p: the task in question.
7161  * @policy: new policy.
7162  * @param: structure containing the new RT priority.
7163  *
7164  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7165  *
7166  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7167  *
7168  * NOTE that the task may be already dead.
7169  */
7170 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7171                        const struct sched_param *param)
7172 {
7173         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7174 }
7175
7176 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7177 {
7178         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7179 }
7180
7181 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7182 {
7183         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7184 }
7185 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7186
7187 /**
7188  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7189  * @p: the task in question.
7190  * @policy: new policy.
7191  * @param: structure containing the new RT priority.
7192  *
7193  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7194  * current context has permission.  For example, this is needed in
7195  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7196  * but our caller might not have that capability.
7197  *
7198  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7199  */
7200 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7201                                const struct sched_param *param)
7202 {
7203         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7204 }
7205
7206 /*
7207  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7208  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7209  * be doing.
7210  *
7211  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7212  *
7213  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7214  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7215  * and smash them together and still expect them to work.
7216  *
7217  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7218  *
7219  *   MAX_RT_PRIO / 2
7220  *
7221  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7222  * know enough information to make a sensible choice.
7223  */
7224 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7225 {
7226         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7227         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7228 }
7229 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7230
7231 /*
7232  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7233  */
7234 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7235 {
7236         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7237         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7238 }
7239 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7240
7241 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7242 {
7243         struct sched_attr attr = {
7244                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7245                 .sched_nice = nice,
7246         };
7247         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7248 }
7249 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7250
7251 static int
7252 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7253 {
7254         struct sched_param lparam;
7255         struct task_struct *p;
7256         int retval;
7257
7258         if (!param || pid < 0)
7259                 return -EINVAL;
7260         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7261                 return -EFAULT;
7262
7263         rcu_read_lock();
7264         retval = -ESRCH;
7265         p = find_process_by_pid(pid);
7266         if (likely(p))
7267                 get_task_struct(p);
7268         rcu_read_unlock();
7269
7270         if (likely(p)) {
7271                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7272                 put_task_struct(p);
7273         }
7274
7275         return retval;
7276 }
7277
7278 /*
7279  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7280  */
7281 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7282 {
7283         u32 size;
7284         int ret;
7285
7286         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7287         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7288
7289         ret = get_user(size, &uattr->size);
7290         if (ret)
7291                 return ret;
7292
7293         /* ABI compatibility quirk: */
7294         if (!size)
7295                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7296         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7297                 goto err_size;
7298
7299         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7300         if (ret) {
7301                 if (ret == -E2BIG)
7302                         goto err_size;
7303                 return ret;
7304         }
7305
7306         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7307             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7308                 return -EINVAL;
7309
7310         /*
7311          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7312          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7313          */
7314         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7315
7316         return 0;
7317
7318 err_size:
7319         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7320         return -E2BIG;
7321 }
7322
7323 /**
7324  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7325  * @pid: the pid in question.
7326  * @policy: new policy.
7327  * @param: structure containing the new RT priority.
7328  *
7329  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7330  */
7331 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7332 {
7333         if (policy < 0)
7334                 return -EINVAL;
7335
7336         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7337 }
7338
7339 /**
7340  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7341  * @pid: the pid in question.
7342  * @param: structure containing the new RT priority.
7343  *
7344  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7345  */
7346 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7347 {
7348         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7349 }
7350
7351 /**
7352  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7353  * @pid: the pid in question.
7354  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7355  * @flags: for future extension.
7356  */
7357 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7358                                unsigned int, flags)
7359 {
7360         struct sched_attr attr;
7361         struct task_struct *p;
7362         int retval;
7363
7364         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7365                 return -EINVAL;
7366
7367         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7368         if (retval)
7369                 return retval;
7370
7371         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7372                 return -EINVAL;
7373         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7374                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7375
7376         rcu_read_lock();
7377         retval = -ESRCH;
7378         p = find_process_by_pid(pid);
7379         if (likely(p))
7380                 get_task_struct(p);
7381         rcu_read_unlock();
7382
7383         if (likely(p)) {
7384                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7385                 put_task_struct(p);
7386         }
7387
7388         return retval;
7389 }
7390
7391 /**
7392  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7393  * @pid: the pid in question.
7394  *
7395  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7396  * code.
7397  */
7398 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7399 {
7400         struct task_struct *p;
7401         int retval;
7402
7403         if (pid < 0)
7404                 return -EINVAL;
7405
7406         retval = -ESRCH;
7407         rcu_read_lock();
7408         p = find_process_by_pid(pid);
7409         if (p) {
7410                 retval = security_task_getscheduler(p);
7411                 if (!retval)
7412                         retval = p->policy
7413                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7414         }
7415         rcu_read_unlock();
7416         return retval;
7417 }
7418
7419 /**
7420  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7421  * @pid: the pid in question.
7422  * @param: structure containing the RT priority.
7423  *
7424  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7425  * code.
7426  */
7427 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7428 {
7429         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7430         struct task_struct *p;
7431         int retval;
7432
7433         if (!param || pid < 0)
7434                 return -EINVAL;
7435
7436         rcu_read_lock();
7437         p = find_process_by_pid(pid);
7438         retval = -ESRCH;
7439         if (!p)
7440                 goto out_unlock;
7441
7442         retval = security_task_getscheduler(p);
7443         if (retval)
7444                 goto out_unlock;
7445
7446         if (task_has_rt_policy(p))
7447                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
7448         rcu_read_unlock();
7449
7450         /*
7451          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
7452          */
7453         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
7454
7455         return retval;
7456
7457 out_unlock:
7458         rcu_read_unlock();
7459         return retval;
7460 }
7461
7462 /*
7463  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
7464  * than what user-space knows about) to user-space.
7465  *
7466  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
7467  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
7468  * have the same size.
7469  */
7470 static int
7471 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
7472                         struct sched_attr *kattr,
7473                         unsigned int usize)
7474 {
7475         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
7476
7477         if (!access_ok(uattr, usize))
7478                 return -EFAULT;
7479
7480         /*
7481          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
7482          *
7483          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
7484          *
7485          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
7486          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
7487          *
7488          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
7489          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
7490          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
7491          * which is set to ksize in this case.
7492          */
7493         kattr->size = min(usize, ksize);
7494
7495         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
7496                 return -EFAULT;
7497
7498         return 0;
7499 }
7500
7501 /**
7502  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
7503  * @pid: the pid in question.
7504  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7505  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
7506  * @flags: for future extension.
7507  */
7508 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7509                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
7510 {
7511         struct sched_attr kattr = { };
7512         struct task_struct *p;
7513         int retval;
7514
7515         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
7516             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
7517                 return -EINVAL;
7518
7519         rcu_read_lock();
7520         p = find_process_by_pid(pid);
7521         retval = -ESRCH;
7522         if (!p)
7523                 goto out_unlock;
7524
7525         retval = security_task_getscheduler(p);
7526         if (retval)
7527                 goto out_unlock;
7528
7529         kattr.sched_policy = p->policy;
7530         if (p->sched_reset_on_fork)
7531                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7532         if (task_has_dl_policy(p))
7533                 __getparam_dl(p, &kattr);
7534         else if (task_has_rt_policy(p))
7535                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
7536         else
7537                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
7538
7539 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
7540         /*
7541          * This could race with another potential updater, but this is fine
7542          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
7543          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
7544          */
7545         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
7546         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
7547 #endif
7548
7549         rcu_read_unlock();
7550
7551         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
7552
7553 out_unlock:
7554         rcu_read_unlock();
7555         return retval;
7556 }
7557
7558 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
7559 {
7560         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
7561         struct task_struct *p;
7562         int retval;
7563
7564         rcu_read_lock();
7565
7566         p = find_process_by_pid(pid);
7567         if (!p) {
7568                 rcu_read_unlock();
7569                 return -ESRCH;
7570         }
7571
7572         /* Prevent p going away */
7573         get_task_struct(p);
7574         rcu_read_unlock();
7575
7576         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
7577                 retval = -EINVAL;
7578                 goto out_put_task;
7579         }
7580         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
7581                 retval = -ENOMEM;
7582                 goto out_put_task;
7583         }
7584         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
7585                 retval = -ENOMEM;
7586                 goto out_free_cpus_allowed;
7587         }
7588         retval = -EPERM;
7589         if (!check_same_owner(p)) {
7590                 rcu_read_lock();
7591                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
7592                         rcu_read_unlock();
7593                         goto out_free_new_mask;
7594                 }
7595                 rcu_read_unlock();
7596         }
7597
7598         retval = security_task_setscheduler(p);
7599         if (retval)
7600                 goto out_free_new_mask;
7601
7602
7603         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7604         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
7605
7606         /*
7607          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
7608          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
7609          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
7610          * root_domain.
7611          */
7612 #ifdef CONFIG_SMP
7613         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
7614                 rcu_read_lock();
7615                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
7616                         retval = -EBUSY;
7617                         rcu_read_unlock();
7618                         goto out_free_new_mask;
7619                 }
7620                 rcu_read_unlock();
7621         }
7622 #endif
7623 again:
7624         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK);
7625
7626         if (!retval) {
7627                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7628                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
7629                         /*
7630                          * We must have raced with a concurrent cpuset
7631                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
7632                          * cpuset's cpus_allowed
7633                          */
7634                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
7635                         goto again;
7636                 }
7637         }
7638 out_free_new_mask:
7639         free_cpumask_var(new_mask);
7640 out_free_cpus_allowed:
7641         free_cpumask_var(cpus_allowed);
7642 out_put_task:
7643         put_task_struct(p);
7644         return retval;
7645 }
7646
7647 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
7648                              struct cpumask *new_mask)
7649 {
7650         if (len < cpumask_size())
7651                 cpumask_clear(new_mask);
7652         else if (len > cpumask_size())
7653                 len = cpumask_size();
7654
7655         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
7656 }
7657
7658 /**
7659  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
7660  * @pid: pid of the process
7661  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
7662  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
7663  *
7664  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7665  */
7666 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
7667                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
7668 {
7669         cpumask_var_t new_mask;
7670         int retval;
7671
7672         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
7673                 return -ENOMEM;
7674
7675         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
7676         if (retval == 0)
7677                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
7678         free_cpumask_var(new_mask);
7679         return retval;
7680 }
7681
7682 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
7683 {
7684         struct task_struct *p;
7685         unsigned long flags;
7686         int retval;
7687
7688         rcu_read_lock();
7689
7690         retval = -ESRCH;
7691         p = find_process_by_pid(pid);
7692         if (!p)
7693                 goto out_unlock;
7694
7695         retval = security_task_getscheduler(p);
7696         if (retval)
7697                 goto out_unlock;
7698
7699         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
7700         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
7701         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
7702
7703 out_unlock:
7704         rcu_read_unlock();
7705
7706         return retval;
7707 }
7708
7709 /**
7710  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
7711  * @pid: pid of the process
7712  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
7713  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
7714  *
7715  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
7716  * error code otherwise.
7717  */
7718 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
7719                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
7720 {
7721         int ret;
7722         cpumask_var_t mask;
7723
7724         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
7725                 return -EINVAL;
7726         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
7727                 return -EINVAL;
7728
7729         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
7730                 return -ENOMEM;
7731
7732         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
7733         if (ret == 0) {
7734                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
7735
7736                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
7737                         ret = -EFAULT;
7738                 else
7739                         ret = retlen;
7740         }
7741         free_cpumask_var(mask);
7742
7743         return ret;
7744 }
7745
7746 static void do_sched_yield(void)
7747 {
7748         struct rq_flags rf;
7749         struct rq *rq;
7750
7751         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
7752
7753         schedstat_inc(rq->yld_count);
7754         current->sched_class->yield_task(rq);
7755
7756         preempt_disable();
7757         rq_unlock_irq(rq, &rf);
7758         sched_preempt_enable_no_resched();
7759
7760         schedule();
7761 }
7762
7763 /**
7764  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
7765  *
7766  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
7767  * other threads running on this CPU then this function will return.
7768  *
7769  * Return: 0.
7770  */
7771 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
7772 {
7773         do_sched_yield();
7774         return 0;
7775 }
7776
7777 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
7778 int __sched __cond_resched(void)
7779 {
7780         if (should_resched(0)) {
7781                 preempt_schedule_common();
7782                 return 1;
7783         }
7784 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
7785         rcu_all_qs();
7786 #endif
7787         return 0;
7788 }
7789 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
7790 #endif
7791
7792 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
7793 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
7794 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
7795
7796 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
7797 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
7798 #endif
7799
7800 /*
7801  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
7802  * call schedule, and on return reacquire the lock.
7803  *
7804  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
7805  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
7806  * spin_unlock(), once by hand).
7807  */
7808 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
7809 {
7810         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7811         int ret = 0;
7812
7813         lockdep_assert_held(lock);
7814
7815         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
7816                 spin_unlock(lock);
7817                 if (resched)
7818                         preempt_schedule_common();
7819                 else
7820                         cpu_relax();
7821                 ret = 1;
7822                 spin_lock(lock);
7823         }
7824         return ret;
7825 }
7826 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
7827
7828 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
7829 {
7830         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7831         int ret = 0;
7832
7833         lockdep_assert_held_read(lock);
7834
7835         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
7836                 read_unlock(lock);
7837                 if (resched)
7838                         preempt_schedule_common();
7839                 else
7840                         cpu_relax();
7841                 ret = 1;
7842                 read_lock(lock);
7843         }
7844         return ret;
7845 }
7846 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
7847
7848 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
7849 {
7850         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
7851         int ret = 0;
7852
7853         lockdep_assert_held_write(lock);
7854
7855         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
7856                 write_unlock(lock);
7857                 if (resched)
7858                         preempt_schedule_common();
7859                 else
7860                         cpu_relax();
7861                 ret = 1;
7862                 write_lock(lock);
7863         }
7864         return ret;
7865 }
7866 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
7867
7868 /**
7869  * yield - yield the current processor to other threads.
7870  *
7871  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
7872  *
7873  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
7874  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
7875  * it, it's already broken.
7876  *
7877  * Typical broken usage is:
7878  *
7879  * while (!event)
7880  *      yield();
7881  *
7882  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
7883  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
7884  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
7885  *
7886  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
7887  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
7888  * If you still want to use yield(), do not!
7889  */
7890 void __sched yield(void)
7891 {
7892         set_current_state(TASK_RUNNING);
7893         do_sched_yield();
7894 }
7895 EXPORT_SYMBOL(yield);
7896
7897 /**
7898  * yield_to - yield the current processor to another thread in
7899  * your thread group, or accelerate that thread toward the
7900  * processor it's on.
7901  * @p: target task
7902  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
7903  *
7904  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
7905  * can't go away on us before we can do any checks.
7906  *
7907  * Return:
7908  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
7909  *      false (0) if we failed to boost the target.
7910  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
7911  */
7912 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
7913 {
7914         struct task_struct *curr = current;
7915         struct rq *rq, *p_rq;
7916         unsigned long flags;
7917         int yielded = 0;
7918
7919         local_irq_save(flags);
7920         rq = this_rq();
7921
7922 again:
7923         p_rq = task_rq(p);
7924         /*
7925          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
7926          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
7927          */
7928         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
7929                 yielded = -ESRCH;
7930                 goto out_irq;
7931         }
7932
7933         double_rq_lock(rq, p_rq);
7934         if (task_rq(p) != p_rq) {
7935                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
7936                 goto again;
7937         }
7938
7939         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
7940                 goto out_unlock;
7941
7942         if (curr->sched_class != p->sched_class)
7943                 goto out_unlock;
7944
7945         if (task_running(p_rq, p) || !task_is_running(p))
7946                 goto out_unlock;
7947
7948         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
7949         if (yielded) {
7950                 schedstat_inc(rq->yld_count);
7951                 /*
7952                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
7953                  * fairness.
7954                  */
7955                 if (preempt && rq != p_rq)
7956                         resched_curr(p_rq);
7957         }
7958
7959 out_unlock:
7960         double_rq_unlock(rq, p_rq);
7961 out_irq:
7962         local_irq_restore(flags);
7963
7964         if (yielded > 0)
7965                 schedule();
7966
7967         return yielded;
7968 }
7969 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
7970
7971 int io_schedule_prepare(void)
7972 {
7973         int old_iowait = current->in_iowait;
7974
7975         current->in_iowait = 1;
7976         blk_schedule_flush_plug(current);
7977
7978         return old_iowait;
7979 }
7980
7981 void io_schedule_finish(int token)
7982 {
7983         current->in_iowait = token;
7984 }
7985
7986 /*
7987  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
7988  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
7989  */
7990 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
7991 {
7992         int token;
7993         long ret;
7994
7995         token = io_schedule_prepare();
7996         ret = schedule_timeout(timeout);
7997         io_schedule_finish(token);
7998
7999         return ret;
8000 }
8001 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8002
8003 void __sched io_schedule(void)
8004 {
8005         int token;
8006
8007         token = io_schedule_prepare();
8008         schedule();
8009         io_schedule_finish(token);
8010 }
8011 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8012
8013 /**
8014  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8015  * @policy: scheduling class.
8016  *
8017  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8018  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8019  * On failure, a negative error code is returned.
8020  */
8021 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8022 {
8023         int ret = -EINVAL;
8024
8025         switch (policy) {
8026         case SCHED_FIFO:
8027         case SCHED_RR:
8028                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8029                 break;
8030         case SCHED_DEADLINE:
8031         case SCHED_NORMAL:
8032         case SCHED_BATCH:
8033         case SCHED_IDLE:
8034                 ret = 0;
8035                 break;
8036         }
8037         return ret;
8038 }
8039
8040 /**
8041  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8042  * @policy: scheduling class.
8043  *
8044  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8045  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8046  * On failure, a negative error code is returned.
8047  */
8048 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8049 {
8050         int ret = -EINVAL;
8051
8052         switch (policy) {
8053         case SCHED_FIFO:
8054         case SCHED_RR:
8055                 ret = 1;
8056                 break;
8057         case SCHED_DEADLINE:
8058         case SCHED_NORMAL:
8059         case SCHED_BATCH:
8060         case SCHED_IDLE:
8061                 ret = 0;
8062         }
8063         return ret;
8064 }
8065
8066 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8067 {
8068         struct task_struct *p;
8069         unsigned int time_slice;
8070         struct rq_flags rf;
8071         struct rq *rq;
8072         int retval;
8073
8074         if (pid < 0)
8075                 return -EINVAL;
8076
8077         retval = -ESRCH;
8078         rcu_read_lock();
8079         p = find_process_by_pid(pid);
8080         if (!p)
8081                 goto out_unlock;
8082
8083         retval = security_task_getscheduler(p);
8084         if (retval)
8085                 goto out_unlock;
8086
8087         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8088         time_slice = 0;
8089         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8090                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8091         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8092
8093         rcu_read_unlock();
8094         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8095         return 0;
8096
8097 out_unlock:
8098         rcu_read_unlock();
8099         return retval;
8100 }
8101
8102 /**
8103  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8104  * @pid: pid of the process.
8105  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8106  *
8107  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8108  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8109  *
8110  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8111  * an error code.
8112  */
8113 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8114                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8115 {
8116         struct timespec64 t;
8117         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8118
8119         if (retval == 0)
8120                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8121
8122         return retval;
8123 }
8124
8125 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8126 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8127                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8128 {
8129         struct timespec64 t;
8130         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8131
8132         if (retval == 0)
8133                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8134         return retval;
8135 }
8136 #endif
8137
8138 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8139 {
8140         unsigned long free = 0;
8141         int ppid;
8142
8143         if (!try_get_task_stack(p))
8144                 return;
8145
8146         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8147
8148         if (task_is_running(p))
8149                 pr_cont("  running task    ");
8150 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8151         free = stack_not_used(p);
8152 #endif
8153         ppid = 0;
8154         rcu_read_lock();
8155         if (pid_alive(p))
8156                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8157         rcu_read_unlock();
8158         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
8159                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8160                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
8161
8162         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8163         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8164         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8165         put_task_stack(p);
8166 }
8167 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8168
8169 static inline bool
8170 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8171 {
8172         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
8173
8174         /* no filter, everything matches */
8175         if (!state_filter)
8176                 return true;
8177
8178         /* filter, but doesn't match */
8179         if (!(state & state_filter))
8180                 return false;
8181
8182         /*
8183          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8184          * TASK_KILLABLE).
8185          */
8186         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && state == TASK_IDLE)
8187                 return false;
8188
8189         return true;
8190 }
8191
8192
8193 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
8194 {
8195         struct task_struct *g, *p;
8196
8197         rcu_read_lock();
8198         for_each_process_thread(g, p) {
8199                 /*
8200                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
8201                  * console might take a lot of time:
8202                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
8203                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
8204                  * an IPI.
8205                  */
8206                 touch_nmi_watchdog();
8207                 touch_all_softlockup_watchdogs();
8208                 if (state_filter_match(state_filter, p))
8209                         sched_show_task(p);
8210         }
8211
8212 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8213         if (!state_filter)
8214                 sysrq_sched_debug_show();
8215 #endif
8216         rcu_read_unlock();
8217         /*
8218          * Only show locks if all tasks are dumped:
8219          */
8220         if (!state_filter)
8221                 debug_show_all_locks();
8222 }
8223
8224 /**
8225  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
8226  * @idle: task in question
8227  * @cpu: CPU the idle task belongs to
8228  *
8229  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
8230  * flag, to make booting more robust.
8231  */
8232 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
8233 {
8234         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8235         unsigned long flags;
8236
8237         __sched_fork(0, idle);
8238
8239         /*
8240          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
8241          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
8242          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
8243          * kthreads.
8244          */
8245         set_kthread_struct(idle);
8246
8247         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
8248         raw_spin_rq_lock(rq);
8249
8250         idle->__state = TASK_RUNNING;
8251         idle->se.exec_start = sched_clock();
8252         /*
8253          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
8254          * look like a proper per-CPU kthread.
8255          */
8256         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
8257         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
8258
8259         scs_task_reset(idle);
8260         kasan_unpoison_task_stack(idle);
8261
8262 #ifdef CONFIG_SMP
8263         /*
8264          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
8265          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
8266          *
8267          * And since this is boot we can forgo the serialization.
8268          */
8269         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
8270 #endif
8271         /*
8272          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
8273          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
8274          * lockdep check in task_group() will fail.
8275          *
8276          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
8277          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
8278          *
8279          * Silence PROVE_RCU
8280          */
8281         rcu_read_lock();
8282         __set_task_cpu(idle, cpu);
8283         rcu_read_unlock();
8284
8285         rq->idle = idle;
8286         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
8287         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
8288 #ifdef CONFIG_SMP
8289         idle->on_cpu = 1;
8290 #endif
8291         raw_spin_rq_unlock(rq);
8292         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
8293
8294         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
8295         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
8296
8297         /*
8298          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
8299          */
8300         idle->sched_class = &idle_sched_class;
8301         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
8302         vtime_init_idle(idle, cpu);
8303 #ifdef CONFIG_SMP
8304         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
8305 #endif
8306 }
8307
8308 #ifdef CONFIG_SMP
8309
8310 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
8311                               const struct cpumask *trial)
8312 {
8313         int ret = 1;
8314
8315         if (!cpumask_weight(cur))
8316                 return ret;
8317
8318         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
8319
8320         return ret;
8321 }
8322
8323 int task_can_attach(struct task_struct *p,
8324                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
8325 {
8326         int ret = 0;
8327
8328         /*
8329          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
8330          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
8331          * affinity and isolating such threads by their set of
8332          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
8333          * applicable for such threads.  This prevents checking for
8334          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
8335          * before cpus_mask may be changed.
8336          */
8337         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8338                 ret = -EINVAL;
8339                 goto out;
8340         }
8341
8342         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
8343                                               cs_cpus_allowed))
8344                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
8345
8346 out:
8347         return ret;
8348 }
8349
8350 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
8351
8352 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8353 /* Migrate current task p to target_cpu */
8354 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
8355 {
8356         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
8357         int curr_cpu = task_cpu(p);
8358
8359         if (curr_cpu == target_cpu)
8360                 return 0;
8361
8362         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
8363                 return -EINVAL;
8364
8365         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
8366
8367         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
8368         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
8369 }
8370
8371 /*
8372  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
8373  * tasks on the runqueues
8374  */
8375 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
8376 {
8377         bool queued, running;
8378         struct rq_flags rf;
8379         struct rq *rq;
8380
8381         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8382         queued = task_on_rq_queued(p);
8383         running = task_current(rq, p);
8384
8385         if (queued)
8386                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
8387         if (running)
8388                 put_prev_task(rq, p);
8389
8390         p->numa_preferred_nid = nid;
8391
8392         if (queued)
8393                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
8394         if (running)
8395                 set_next_task(rq, p);
8396         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8397 }
8398 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8399
8400 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8401 /*
8402  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
8403  * offline.
8404  */
8405 void idle_task_exit(void)
8406 {
8407         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
8408
8409         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
8410         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
8411
8412         if (mm != &init_mm) {
8413                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
8414                 finish_arch_post_lock_switch();
8415         }
8416
8417         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
8418 }
8419
8420 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
8421 {
8422         struct task_struct *p = arg;
8423         struct rq *rq = this_rq();
8424         struct rq_flags rf;
8425         int cpu;
8426
8427         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
8428         rq_lock(rq, &rf);
8429
8430         update_rq_clock(rq);
8431
8432         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
8433                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
8434                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
8435         }
8436
8437         rq_unlock(rq, &rf);
8438         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
8439
8440         put_task_struct(p);
8441
8442         return 0;
8443 }
8444
8445 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
8446
8447 /*
8448  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
8449  *
8450  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
8451  * effective when the hotplug motion is down.
8452  */
8453 static void balance_push(struct rq *rq)
8454 {
8455         struct task_struct *push_task = rq->curr;
8456
8457         lockdep_assert_rq_held(rq);
8458         SCHED_WARN_ON(rq->cpu != smp_processor_id());
8459
8460         /*
8461          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
8462          */
8463         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8464
8465         /*
8466          * Only active while going offline.
8467          */
8468         if (!cpu_dying(rq->cpu))
8469                 return;
8470
8471         /*
8472          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
8473          * required to complete the hotplug process.
8474          */
8475         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
8476             is_migration_disabled(push_task)) {
8477
8478                 /*
8479                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
8480                  * up the hotplug control thread which might wait for the
8481                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
8482                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
8483                  * and can't obviously be running in parallel.
8484                  *
8485                  * On RT kernels this also has to check whether there are
8486                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
8487                  * need to leave the migrate disabled section first.
8488                  */
8489                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
8490                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
8491                         raw_spin_rq_unlock(rq);
8492                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
8493                         raw_spin_rq_lock(rq);
8494                 }
8495                 return;
8496         }
8497
8498         get_task_struct(push_task);
8499         /*
8500          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
8501          * Both preemption and IRQs are still disabled.
8502          */
8503         raw_spin_rq_unlock(rq);
8504         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
8505                             this_cpu_ptr(&push_work));
8506         /*
8507          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
8508          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
8509          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
8510          */
8511         raw_spin_rq_lock(rq);
8512 }
8513
8514 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
8515 {
8516         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8517         struct rq_flags rf;
8518
8519         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8520         if (on) {
8521                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
8522                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8523         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
8524                 rq->balance_callback = NULL;
8525         }
8526         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8527 }
8528
8529 /*
8530  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
8531  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
8532  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
8533  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
8534  */
8535 static void balance_hotplug_wait(void)
8536 {
8537         struct rq *rq = this_rq();
8538
8539         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
8540                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
8541                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
8542 }
8543
8544 #else
8545
8546 static inline void balance_push(struct rq *rq)
8547 {
8548 }
8549
8550 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
8551 {
8552 }
8553
8554 static inline void balance_hotplug_wait(void)
8555 {
8556 }
8557
8558 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
8559
8560 void set_rq_online(struct rq *rq)
8561 {
8562         if (!rq->online) {
8563                 const struct sched_class *class;
8564
8565                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8566                 rq->online = 1;
8567
8568                 for_each_class(class) {
8569                         if (class->rq_online)
8570                                 class->rq_online(rq);
8571                 }
8572         }
8573 }
8574
8575 void set_rq_offline(struct rq *rq)
8576 {
8577         if (rq->online) {
8578                 const struct sched_class *class;
8579
8580                 for_each_class(class) {
8581                         if (class->rq_offline)
8582                                 class->rq_offline(rq);
8583                 }
8584
8585                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8586                 rq->online = 0;
8587         }
8588 }
8589
8590 /*
8591  * used to mark begin/end of suspend/resume:
8592  */
8593 static int num_cpus_frozen;
8594
8595 /*
8596  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
8597  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
8598  * around partition_sched_domains().
8599  *
8600  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
8601  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
8602  */
8603 static void cpuset_cpu_active(void)
8604 {
8605         if (cpuhp_tasks_frozen) {
8606                 /*
8607                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
8608                  * resume sequence. As long as this is not the last online
8609                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
8610                  * domain, ignoring cpusets.
8611                  */
8612                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8613                 if (--num_cpus_frozen)
8614                         return;
8615                 /*
8616                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
8617                  * restore the original sched domains by considering the
8618                  * cpuset configurations.
8619                  */
8620                 cpuset_force_rebuild();
8621         }
8622         cpuset_update_active_cpus();
8623 }
8624
8625 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
8626 {
8627         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
8628                 if (dl_cpu_busy(cpu))
8629                         return -EBUSY;
8630                 cpuset_update_active_cpus();
8631         } else {
8632                 num_cpus_frozen++;
8633                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8634         }
8635         return 0;
8636 }
8637
8638 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
8639 {
8640         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8641         struct rq_flags rf;
8642
8643         /*
8644          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
8645          * regular tasks.
8646          */
8647         balance_push_set(cpu, false);
8648
8649 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8650         /*
8651          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
8652          */
8653         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
8654                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
8655 #endif
8656         set_cpu_active(cpu, true);
8657
8658         if (sched_smp_initialized) {
8659                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
8660                 cpuset_cpu_active();
8661         }
8662
8663         /*
8664          * Put the rq online, if not already. This happens:
8665          *
8666          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
8667          *    after all CPUs have been brought up.
8668          *
8669          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
8670          *    domains.
8671          */
8672         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8673         if (rq->rd) {
8674                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
8675                 set_rq_online(rq);
8676         }
8677         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8678
8679         return 0;
8680 }
8681
8682 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
8683 {
8684         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8685         struct rq_flags rf;
8686         int ret;
8687
8688         /*
8689          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
8690          * load balancing when not active
8691          */
8692         nohz_balance_exit_idle(rq);
8693
8694         set_cpu_active(cpu, false);
8695
8696         /*
8697          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
8698          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
8699          * push those tasks away until this gets cleared, see
8700          * sched_cpu_dying().
8701          */
8702         balance_push_set(cpu, true);
8703
8704         /*
8705          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
8706          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
8707          * all new such users will observe it.
8708          *
8709          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
8710          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
8711          *
8712          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
8713          */
8714         synchronize_rcu();
8715
8716         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8717         if (rq->rd) {
8718                 update_rq_clock(rq);
8719                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
8720                 set_rq_offline(rq);
8721         }
8722         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8723
8724 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8725         /*
8726          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
8727          */
8728         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
8729                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
8730 #endif
8731
8732         if (!sched_smp_initialized)
8733                 return 0;
8734
8735         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
8736         if (ret) {
8737                 balance_push_set(cpu, false);
8738                 set_cpu_active(cpu, true);
8739                 return ret;
8740         }
8741         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
8742         return 0;
8743 }
8744
8745 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
8746 {
8747         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8748
8749         rq->calc_load_update = calc_load_update;
8750         update_max_interval();
8751 }
8752
8753 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
8754 {
8755         sched_core_cpu_starting(cpu);
8756         sched_rq_cpu_starting(cpu);
8757         sched_tick_start(cpu);
8758         return 0;
8759 }
8760
8761 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8762
8763 /*
8764  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
8765  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
8766  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
8767  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
8768  * any of those which might be on the way out are gone.
8769  *
8770  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
8771  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
8772  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
8773  */
8774 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
8775 {
8776         balance_hotplug_wait();
8777         return 0;
8778 }
8779
8780 /*
8781  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
8782  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
8783  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
8784  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
8785  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
8786  *
8787  * Also see the comment "Global load-average calculations".
8788  */
8789 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
8790 {
8791         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
8792
8793         if (delta)
8794                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
8795 }
8796
8797 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
8798 {
8799         struct task_struct *g, *p;
8800         int cpu = cpu_of(rq);
8801
8802         lockdep_assert_rq_held(rq);
8803
8804         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
8805         for_each_process_thread(g, p) {
8806                 if (task_cpu(p) != cpu)
8807                         continue;
8808
8809                 if (!task_on_rq_queued(p))
8810                         continue;
8811
8812                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
8813         }
8814 }
8815
8816 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
8817 {
8818         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8819         struct rq_flags rf;
8820
8821         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
8822         sched_tick_stop(cpu);
8823
8824         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8825         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
8826                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
8827                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
8828         }
8829         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8830
8831         calc_load_migrate(rq);
8832         update_max_interval();
8833         hrtick_clear(rq);
8834         return 0;
8835 }
8836 #endif
8837
8838 void __init sched_init_smp(void)
8839 {
8840         sched_init_numa();
8841
8842         /*
8843          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
8844          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
8845          * happen.
8846          */
8847         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8848         sched_init_domains(cpu_active_mask);
8849         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8850
8851         /* Move init over to a non-isolated CPU */
8852         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
8853                 BUG();
8854         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
8855         sched_init_granularity();
8856
8857         init_sched_rt_class();
8858         init_sched_dl_class();
8859
8860         sched_smp_initialized = true;
8861 }
8862
8863 static int __init migration_init(void)
8864 {
8865         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
8866         return 0;
8867 }
8868 early_initcall(migration_init);
8869
8870 #else
8871 void __init sched_init_smp(void)
8872 {
8873         sched_init_granularity();
8874 }
8875 #endif /* CONFIG_SMP */
8876
8877 int in_sched_functions(unsigned long addr)
8878 {
8879         return in_lock_functions(addr) ||
8880                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
8881                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
8882 }
8883
8884 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8885 /*
8886  * Default task group.
8887  * Every task in system belongs to this group at bootup.
8888  */
8889 struct task_group root_task_group;
8890 LIST_HEAD(task_groups);
8891
8892 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
8893 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
8894 #endif
8895
8896 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8897 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
8898
8899 void __init sched_init(void)
8900 {
8901         unsigned long ptr = 0;
8902         int i;
8903
8904         /* Make sure the linker didn't screw up */
8905         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
8906                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
8907                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
8908 #ifdef CONFIG_SMP
8909         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
8910 #endif
8911
8912         wait_bit_init();
8913
8914 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8915         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8916 #endif
8917 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8918         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8919 #endif
8920         if (ptr) {
8921                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
8922
8923 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8924                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
8925                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8926
8927                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
8928                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8929
8930                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
8931                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
8932 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8933 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8934                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
8935                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8936
8937                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
8938                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8939
8940 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8941         }
8942 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8943         for_each_possible_cpu(i) {
8944                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
8945                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8946                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
8947                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8948         }
8949 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
8950
8951         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
8952         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
8953
8954 #ifdef CONFIG_SMP
8955         init_defrootdomain();
8956 #endif
8957
8958 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8959         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
8960                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8961 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8962
8963 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8964         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
8965
8966         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
8967         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
8968         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
8969         autogroup_init(&init_task);
8970 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8971
8972         for_each_possible_cpu(i) {
8973                 struct rq *rq;
8974
8975                 rq = cpu_rq(i);
8976                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
8977                 rq->nr_running = 0;
8978                 rq->calc_load_active = 0;
8979                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8980                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
8981                 init_rt_rq(&rq->rt);
8982                 init_dl_rq(&rq->dl);
8983 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8984                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
8985                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
8986                 /*
8987                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
8988                  *
8989                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
8990                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
8991                  * system CPU resource is divided among the tasks of
8992                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
8993                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
8994                  * (se->load.weight).
8995                  *
8996                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
8997                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
8998                  * then A0's share of the CPU resource is:
8999                  *
9000                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9001                  *
9002                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9003                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9004                  */
9005                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9006 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9007
9008                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9009 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9010                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9011 #endif
9012 #ifdef CONFIG_SMP
9013                 rq->sd = NULL;
9014                 rq->rd = NULL;
9015                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9016                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9017                 rq->active_balance = 0;
9018                 rq->next_balance = jiffies;
9019                 rq->push_cpu = 0;
9020                 rq->cpu = i;
9021                 rq->online = 0;
9022                 rq->idle_stamp = 0;
9023                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9024                 rq->wake_stamp = jiffies;
9025                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9026                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9027
9028                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9029
9030                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9031 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9032                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9033                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9034
9035                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9036 #endif
9037 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9038                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9039 #endif
9040 #endif /* CONFIG_SMP */
9041                 hrtick_rq_init(rq);
9042                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9043
9044 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9045                 rq->core = NULL;
9046                 rq->core_pick = NULL;
9047                 rq->core_enabled = 0;
9048                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9049                 rq->core_forceidle = false;
9050
9051                 rq->core_cookie = 0UL;
9052 #endif
9053         }
9054
9055         set_load_weight(&init_task, false);
9056
9057         /*
9058          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9059          */
9060         mmgrab(&init_mm);
9061         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9062
9063         /*
9064          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9065          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9066          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9067          * when this runqueue becomes "idle".
9068          */
9069         init_idle(current, smp_processor_id());
9070
9071         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9072
9073 #ifdef CONFIG_SMP
9074         idle_thread_set_boot_cpu();
9075         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9076 #endif
9077         init_sched_fair_class();
9078
9079         psi_init();
9080
9081         init_uclamp();
9082
9083         scheduler_running = 1;
9084 }
9085
9086 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9087 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
9088 {
9089         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
9090
9091         return (nested == preempt_offset);
9092 }
9093
9094 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9095 {
9096         unsigned int state = get_current_state();
9097         /*
9098          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9099          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9100          * otherwise we will destroy state.
9101          */
9102         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9103                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9104                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
9105                         (void *)current->task_state_change,
9106                         (void *)current->task_state_change);
9107
9108         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
9109 }
9110 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9111
9112 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9113 {
9114         /* Ratelimiting timestamp: */
9115         static unsigned long prev_jiffy;
9116
9117         unsigned long preempt_disable_ip;
9118
9119         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9120         rcu_sleep_check();
9121
9122         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
9123              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9124             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9125             oops_in_progress)
9126                 return;
9127
9128         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9129                 return;
9130         prev_jiffy = jiffies;
9131
9132         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9133         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9134
9135         printk(KERN_ERR
9136                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9137                         file, line);
9138         printk(KERN_ERR
9139                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9140                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9141                         current->pid, current->comm);
9142
9143         if (task_stack_end_corrupted(current))
9144                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9145
9146         debug_show_held_locks(current);
9147         if (irqs_disabled())
9148                 print_irqtrace_events(current);
9149         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
9150             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
9151                 pr_err("Preemption disabled at:");
9152                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
9153         }
9154         dump_stack();
9155         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9156 }
9157 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
9158
9159 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9160 {
9161         static unsigned long prev_jiffy;
9162
9163         if (irqs_disabled())
9164                 return;
9165
9166         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9167                 return;
9168
9169         if (preempt_count() > preempt_offset)
9170                 return;
9171
9172         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9173                 return;
9174         prev_jiffy = jiffies;
9175
9176         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
9177         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9178                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9179                         current->pid, current->comm);
9180
9181         debug_show_held_locks(current);
9182         dump_stack();
9183         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9184 }
9185 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
9186
9187 #ifdef CONFIG_SMP
9188 void __cant_migrate(const char *file, int line)
9189 {
9190         static unsigned long prev_jiffy;
9191
9192         if (irqs_disabled())
9193                 return;
9194
9195         if (is_migration_disabled(current))
9196                 return;
9197
9198         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9199                 return;
9200
9201         if (preempt_count() > 0)
9202                 return;
9203
9204         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9205                 return;
9206         prev_jiffy = jiffies;
9207
9208         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
9209         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
9210                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
9211                current->pid, current->comm);
9212
9213         debug_show_held_locks(current);
9214         dump_stack();
9215         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9216 }
9217 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
9218 #endif
9219 #endif
9220
9221 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9222 void normalize_rt_tasks(void)
9223 {
9224         struct task_struct *g, *p;
9225         struct sched_attr attr = {
9226                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
9227         };
9228
9229         read_lock(&tasklist_lock);
9230         for_each_process_thread(g, p) {
9231                 /*
9232                  * Only normalize user tasks:
9233                  */
9234                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
9235                         continue;
9236
9237                 p->se.exec_start = 0;
9238                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
9239                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
9240                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
9241
9242                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
9243                         /*
9244                          * Renice negative nice level userspace
9245                          * tasks back to 0:
9246                          */
9247                         if (task_nice(p) < 0)
9248                                 set_user_nice(p, 0);
9249                         continue;
9250                 }
9251
9252                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
9253         }
9254         read_unlock(&tasklist_lock);
9255 }
9256
9257 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9258
9259 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
9260 /*
9261  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
9262  *
9263  * They can only be called when the whole system has been
9264  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
9265  * activity can take place. Using them for anything else would
9266  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
9267  * under any other configuration.
9268  */
9269
9270 /**
9271  * curr_task - return the current task for a given CPU.
9272  * @cpu: the processor in question.
9273  *
9274  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9275  *
9276  * Return: The current task for @cpu.
9277  */
9278 struct task_struct *curr_task(int cpu)
9279 {
9280         return cpu_curr(cpu);
9281 }
9282
9283 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
9284
9285 #ifdef CONFIG_IA64
9286 /**
9287  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
9288  * @cpu: the processor in question.
9289  * @p: the task pointer to set.
9290  *
9291  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
9292  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
9293  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
9294  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
9295  * and caller must save the original value of the current task (see
9296  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
9297  * re-starting the system.
9298  *
9299  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9300  */
9301 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
9302 {
9303         cpu_curr(cpu) = p;
9304 }
9305
9306 #endif
9307
9308 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9309 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
9310 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
9311
9312 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
9313                                             struct task_group *parent)
9314 {
9315 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9316         enum uclamp_id clamp_id;
9317
9318         for_each_clamp_id(clamp_id) {
9319                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
9320                               uclamp_none(clamp_id), false);
9321                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
9322         }
9323 #endif
9324 }
9325
9326 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
9327 {
9328         free_fair_sched_group(tg);
9329         free_rt_sched_group(tg);
9330         autogroup_free(tg);
9331         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
9332 }
9333
9334 /* allocate runqueue etc for a new task group */
9335 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
9336 {
9337         struct task_group *tg;
9338
9339         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
9340         if (!tg)
9341                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9342
9343         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
9344                 goto err;
9345
9346         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
9347                 goto err;
9348
9349         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
9350
9351         return tg;
9352
9353 err:
9354         sched_free_group(tg);
9355         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9356 }
9357
9358 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9359 {
9360         unsigned long flags;
9361
9362         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9363         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
9364
9365         /* Root should already exist: */
9366         WARN_ON(!parent);
9367
9368         tg->parent = parent;
9369         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
9370         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
9371         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9372
9373         online_fair_sched_group(tg);
9374 }
9375
9376 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
9377 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
9378 {
9379         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
9380         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
9381 }
9382
9383 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
9384 {
9385         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
9386         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
9387 }
9388
9389 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
9390 {
9391         unsigned long flags;
9392
9393         /* End participation in shares distribution: */
9394         unregister_fair_sched_group(tg);
9395
9396         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9397         list_del_rcu(&tg->list);
9398         list_del_rcu(&tg->siblings);
9399         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9400 }
9401
9402 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
9403 {
9404         struct task_group *tg;
9405
9406         /*
9407          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
9408          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
9409          * to prevent lockdep warnings.
9410          */
9411         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
9412                           struct task_group, css);
9413         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
9414         tsk->sched_task_group = tg;
9415
9416 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9417         if (tsk->sched_class->task_change_group)
9418                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
9419         else
9420 #endif
9421                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
9422 }
9423
9424 /*
9425  * Change task's runqueue when it moves between groups.
9426  *
9427  * The caller of this function should have put the task in its new group by
9428  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
9429  * its new group.
9430  */
9431 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
9432 {
9433         int queued, running, queue_flags =
9434                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
9435         struct rq_flags rf;
9436         struct rq *rq;
9437
9438         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
9439         update_rq_clock(rq);
9440
9441         running = task_current(rq, tsk);
9442         queued = task_on_rq_queued(tsk);
9443
9444         if (queued)
9445                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
9446         if (running)
9447                 put_prev_task(rq, tsk);
9448
9449         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
9450
9451         if (queued)
9452                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
9453         if (running) {
9454                 set_next_task(rq, tsk);
9455                 /*
9456                  * After changing group, the running task may have joined a
9457                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
9458                  * resched to make sure that task can still run.
9459                  */
9460                 resched_curr(rq);
9461         }
9462
9463         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
9464 }
9465
9466 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
9467 {
9468         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
9469 }
9470
9471 static struct cgroup_subsys_state *
9472 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
9473 {
9474         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
9475         struct task_group *tg;
9476
9477         if (!parent) {
9478                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9479                 return &root_task_group.css;
9480         }
9481
9482         tg = sched_create_group(parent);
9483         if (IS_ERR(tg))
9484                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9485
9486         return &tg->css;
9487 }
9488
9489 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
9490 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
9491 {
9492         struct task_group *tg = css_tg(css);
9493         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
9494
9495         if (parent)
9496                 sched_online_group(tg, parent);
9497
9498 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9499         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
9500         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9501         rcu_read_lock();
9502         cpu_util_update_eff(css);
9503         rcu_read_unlock();
9504         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
9505 #endif
9506
9507         return 0;
9508 }
9509
9510 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
9511 {
9512         struct task_group *tg = css_tg(css);
9513
9514         sched_offline_group(tg);
9515 }
9516
9517 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
9518 {
9519         struct task_group *tg = css_tg(css);
9520
9521         /*
9522          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
9523          */
9524         sched_free_group(tg);
9525 }
9526
9527 /*
9528  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
9529  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
9530  */
9531 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
9532 {
9533         struct rq_flags rf;
9534         struct rq *rq;
9535
9536         rq = task_rq_lock(task, &rf);
9537
9538         update_rq_clock(rq);
9539         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
9540
9541         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
9542 }
9543
9544 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9545 {
9546         struct task_struct *task;
9547         struct cgroup_subsys_state *css;
9548         int ret = 0;
9549
9550         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
9551 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9552                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
9553                         return -EINVAL;
9554 #endif
9555                 /*
9556                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
9557                  * running, we're sure to observe its full state.
9558                  */
9559                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
9560                 /*
9561                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
9562                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
9563                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
9564                  */
9565                 if (READ_ONCE(task->__state) == TASK_NEW)
9566                         ret = -EINVAL;
9567                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
9568
9569                 if (ret)
9570                         break;
9571         }
9572         return ret;
9573 }
9574
9575 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9576 {
9577         struct task_struct *task;
9578         struct cgroup_subsys_state *css;
9579
9580         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
9581                 sched_move_task(task);
9582 }
9583
9584 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9585 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
9586 {
9587         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
9588         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
9589         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
9590         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
9591         enum uclamp_id clamp_id;
9592         unsigned int clamps;
9593
9594         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
9595         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
9596
9597         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
9598                 uc_parent = css_tg(css)->parent
9599                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
9600
9601                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9602                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
9603                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
9604                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
9605                         if (uc_parent &&
9606                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
9607                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
9608                         }
9609                 }
9610                 /* Ensure protection is always capped by limit */
9611                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
9612
9613                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
9614                 clamps = 0x0;
9615                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
9616                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9617                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
9618                                 continue;
9619                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
9620                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
9621                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
9622                 }
9623                 if (!clamps) {
9624                         css = css_rightmost_descendant(css);
9625                         continue;
9626                 }
9627
9628                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
9629                 uclamp_update_active_tasks(css);
9630         }
9631 }
9632
9633 /*
9634  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
9635  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
9636  * character constant, use two levels of macros.
9637  */
9638 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
9639 #define POW10(exp) _POW10(exp)
9640
9641 struct uclamp_request {
9642 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
9643 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
9644         s64 percent;
9645         u64 util;
9646         int ret;
9647 };
9648
9649 static inline struct uclamp_request
9650 capacity_from_percent(char *buf)
9651 {
9652         struct uclamp_request req = {
9653                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
9654                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
9655                 .ret = 0,
9656         };
9657
9658         buf = strim(buf);
9659         if (strcmp(buf, "max")) {
9660                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
9661                                              &req.percent);
9662                 if (req.ret)
9663                         return req;
9664                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
9665                         req.ret = -ERANGE;
9666                         return req;
9667                 }
9668
9669                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
9670                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
9671         }
9672
9673         return req;
9674 }
9675
9676 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
9677                                 size_t nbytes, loff_t off,
9678                                 enum uclamp_id clamp_id)
9679 {
9680         struct uclamp_request req;
9681         struct task_group *tg;
9682
9683         req = capacity_from_percent(buf);
9684         if (req.ret)
9685                 return req.ret;
9686
9687         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
9688
9689         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9690         rcu_read_lock();
9691
9692         tg = css_tg(of_css(of));
9693         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
9694                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
9695
9696         /*
9697          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
9698          * exact requested value
9699          */
9700         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
9701
9702         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
9703         cpu_util_update_eff(of_css(of));
9704
9705         rcu_read_unlock();
9706         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
9707
9708         return nbytes;
9709 }
9710
9711 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
9712                                     char *buf, size_t nbytes,
9713                                     loff_t off)
9714 {
9715         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
9716 }
9717
9718 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
9719                                     char *buf, size_t nbytes,
9720                                     loff_t off)
9721 {
9722         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
9723 }
9724
9725 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
9726                                     enum uclamp_id clamp_id)
9727 {
9728         struct task_group *tg;
9729         u64 util_clamp;
9730         u64 percent;
9731         u32 rem;
9732
9733         rcu_read_lock();
9734         tg = css_tg(seq_css(sf));
9735         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
9736         rcu_read_unlock();
9737
9738         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
9739                 seq_puts(sf, "max\n");
9740                 return;
9741         }
9742
9743         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
9744         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
9745         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
9746 }
9747
9748 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
9749 {
9750         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
9751         return 0;
9752 }
9753
9754 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
9755 {
9756         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
9757         return 0;
9758 }
9759 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
9760
9761 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9762 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9763                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
9764 {
9765         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
9766                 shareval = MAX_SHARES;
9767         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
9768 }
9769
9770 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9771                                struct cftype *cft)
9772 {
9773         struct task_group *tg = css_tg(css);
9774
9775         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
9776 }
9777
9778 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9779 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
9780
9781 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
9782 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
9783 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
9784 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
9785
9786 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
9787
9788 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
9789                                 u64 burst)
9790 {
9791         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
9792         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
9793
9794         if (tg == &root_task_group)
9795                 return -EINVAL;
9796
9797         /*
9798          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
9799          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
9800          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
9801          */
9802         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
9803                 return -EINVAL;
9804
9805         /*
9806          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
9807          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
9808          * feasibility.
9809          */
9810         if (period > max_cfs_quota_period)
9811                 return -EINVAL;
9812
9813         /*
9814          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
9815          */
9816         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
9817                 return -EINVAL;
9818
9819         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
9820                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
9821                 return -EINVAL;
9822
9823         /*
9824          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
9825          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
9826          */
9827         get_online_cpus();
9828         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
9829         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
9830         if (ret)
9831                 goto out_unlock;
9832
9833         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
9834         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
9835         /*
9836          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
9837          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
9838          */
9839         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
9840                 cfs_bandwidth_usage_inc();
9841         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
9842         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
9843         cfs_b->quota = quota;
9844         cfs_b->burst = burst;
9845
9846         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
9847
9848         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
9849         if (runtime_enabled)
9850                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
9851
9852         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
9853
9854         for_each_online_cpu(i) {
9855                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
9856                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
9857                 struct rq_flags rf;
9858
9859                 rq_lock_irq(rq, &rf);
9860                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
9861                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
9862
9863                 if (cfs_rq->throttled)
9864                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
9865                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
9866         }
9867         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
9868                 cfs_bandwidth_usage_dec();
9869 out_unlock:
9870         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
9871         put_online_cpus();
9872
9873         return ret;
9874 }
9875
9876 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
9877 {
9878         u64 quota, period, burst;
9879
9880         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
9881         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
9882         if (cfs_quota_us < 0)
9883                 quota = RUNTIME_INF;
9884         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
9885                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
9886         else
9887                 return -EINVAL;
9888
9889         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
9890 }
9891
9892 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
9893 {
9894         u64 quota_us;
9895
9896         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
9897                 return -1;
9898
9899         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
9900         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
9901
9902         return quota_us;
9903 }
9904
9905 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
9906 {
9907         u64 quota, period, burst;
9908
9909         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
9910                 return -EINVAL;
9911
9912         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
9913         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
9914         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
9915
9916         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
9917 }
9918
9919 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
9920 {
9921         u64 cfs_period_us;
9922
9923         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
9924         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
9925
9926         return cfs_period_us;
9927 }
9928
9929 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
9930 {
9931         u64 quota, period, burst;
9932
9933         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
9934                 return -EINVAL;
9935
9936         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
9937         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
9938         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
9939
9940         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
9941 }
9942
9943 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
9944 {
9945         u64 burst_us;
9946
9947         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
9948         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
9949
9950         return burst_us;
9951 }
9952
9953 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
9954                                   struct cftype *cft)
9955 {
9956         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
9957 }
9958
9959 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
9960                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
9961 {
9962         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
9963 }
9964
9965 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9966                                    struct cftype *cft)
9967 {
9968         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
9969 }
9970
9971 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9972                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
9973 {
9974         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
9975 }
9976
9977 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9978                                   struct cftype *cft)
9979 {
9980         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
9981 }
9982
9983 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9984                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
9985 {
9986         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
9987 }
9988
9989 struct cfs_schedulable_data {
9990         struct task_group *tg;
9991         u64 period, quota;
9992 };
9993
9994 /*
9995  * normalize group quota/period to be quota/max_period
9996  * note: units are usecs
9997  */
9998 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
9999                                struct cfs_schedulable_data *d)
10000 {
10001         u64 quota, period;
10002
10003         if (tg == d->tg) {
10004                 period = d->period;
10005                 quota = d->quota;
10006         } else {
10007                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10008                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10009         }
10010
10011         /* note: these should typically be equivalent */
10012         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10013                 return RUNTIME_INF;
10014
10015         return to_ratio(period, quota);
10016 }
10017
10018 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10019 {
10020         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10021         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10022         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10023
10024         if (!tg->parent) {
10025                 quota = RUNTIME_INF;
10026         } else {
10027                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
10028
10029                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10030                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10031
10032                 /*
10033                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10034                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10035                  * limit is set:
10036                  */
10037                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10038                         quota = min(quota, parent_quota);
10039                 } else {
10040                         if (quota == RUNTIME_INF)
10041                                 quota = parent_quota;
10042                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10043                                 return -EINVAL;
10044                 }
10045         }
10046         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10047
10048         return 0;
10049 }
10050
10051 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10052 {
10053         int ret;
10054         struct cfs_schedulable_data data = {
10055                 .tg = tg,
10056                 .period = period,
10057                 .quota = quota,
10058         };
10059
10060         if (quota != RUNTIME_INF) {
10061                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10062                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10063         }
10064
10065         rcu_read_lock();
10066         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10067         rcu_read_unlock();
10068
10069         return ret;
10070 }
10071
10072 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10073 {
10074         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10075         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10076
10077         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10078         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10079         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10080
10081         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10082                 u64 ws = 0;
10083                 int i;
10084
10085                 for_each_possible_cpu(i)
10086                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
10087
10088                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10089         }
10090
10091         return 0;
10092 }
10093 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10094 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10095
10096 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10097 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10098                                 struct cftype *cft, s64 val)
10099 {
10100         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10101 }
10102
10103 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10104                                struct cftype *cft)
10105 {
10106         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10107 }
10108
10109 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10110                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10111 {
10112         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10113 }
10114
10115 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10116                                    struct cftype *cft)
10117 {
10118         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10119 }
10120 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10121
10122 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10123 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10124         {
10125                 .name = "shares",
10126                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10127                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10128         },
10129 #endif
10130 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10131         {
10132                 .name = "cfs_quota_us",
10133                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10134                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10135         },
10136         {
10137                 .name = "cfs_period_us",
10138                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10139                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10140         },
10141         {
10142                 .name = "cfs_burst_us",
10143                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10144                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10145         },
10146         {
10147                 .name = "stat",
10148                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10149         },
10150 #endif
10151 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10152         {
10153                 .name = "rt_runtime_us",
10154                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
10155                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
10156         },
10157         {
10158                 .name = "rt_period_us",
10159                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
10160                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
10161         },
10162 #endif
10163 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10164         {
10165                 .name = "uclamp.min",
10166                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10167                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10168                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10169         },
10170         {
10171                 .name = "uclamp.max",
10172                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10173                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10174                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10175         },
10176 #endif
10177         { }     /* Terminate */
10178 };
10179
10180 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
10181                                struct cgroup_subsys_state *css)
10182 {
10183 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10184         {
10185                 struct task_group *tg = css_tg(css);
10186                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10187                 u64 throttled_usec;
10188
10189                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
10190                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
10191
10192                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
10193                            "nr_throttled %d\n"
10194                            "throttled_usec %llu\n",
10195                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
10196                            throttled_usec);
10197         }
10198 #endif
10199         return 0;
10200 }
10201
10202 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10203 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10204                                struct cftype *cft)
10205 {
10206         struct task_group *tg = css_tg(css);
10207         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
10208
10209         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
10210 }
10211
10212 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10213                                 struct cftype *cft, u64 weight)
10214 {
10215         /*
10216          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
10217          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
10218          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
10219          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
10220          * the original value over the entire range.
10221          */
10222         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
10223                 return -ERANGE;
10224
10225         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
10226
10227         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10228 }
10229
10230 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10231                                     struct cftype *cft)
10232 {
10233         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
10234         int last_delta = INT_MAX;
10235         int prio, delta;
10236
10237         /* find the closest nice value to the current weight */
10238         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
10239                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
10240                 if (delta >= last_delta)
10241                         break;
10242                 last_delta = delta;
10243         }
10244
10245         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
10246 }
10247
10248 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10249                                      struct cftype *cft, s64 nice)
10250 {
10251         unsigned long weight;
10252         int idx;
10253
10254         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
10255                 return -ERANGE;
10256
10257         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
10258         idx = array_index_nospec(idx, 40);
10259         weight = sched_prio_to_weight[idx];
10260
10261         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10262 }
10263 #endif
10264
10265 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
10266                                                   long period, long quota)
10267 {
10268         if (quota < 0)
10269                 seq_puts(sf, "max");
10270         else
10271                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
10272
10273         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
10274 }
10275
10276 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
10277 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
10278                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
10279 {
10280         char tok[21];   /* U64_MAX */
10281
10282         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
10283                 return -EINVAL;
10284
10285         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
10286
10287         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
10288                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
10289         else if (!strcmp(tok, "max"))
10290                 *quotap = RUNTIME_INF;
10291         else
10292                 return -EINVAL;
10293
10294         return 0;
10295 }
10296
10297 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10298 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10299 {
10300         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10301
10302         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
10303         return 0;
10304 }
10305
10306 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10307                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
10308 {
10309         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
10310         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
10311         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
10312         u64 quota;
10313         int ret;
10314
10315         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
10316         if (!ret)
10317                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10318         return ret ?: nbytes;
10319 }
10320 #endif
10321
10322 static struct cftype cpu_files[] = {
10323 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10324         {
10325                 .name = "weight",
10326                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10327                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
10328                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
10329         },
10330         {
10331                 .name = "weight.nice",
10332                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10333                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
10334                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
10335         },
10336 #endif
10337 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10338         {
10339                 .name = "max",
10340                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10341                 .seq_show = cpu_max_show,
10342                 .write = cpu_max_write,
10343         },
10344         {
10345                 .name = "max.burst",
10346                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10347                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10348                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10349         },
10350 #endif
10351 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10352         {
10353                 .name = "uclamp.min",
10354                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10355                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10356                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10357         },
10358         {
10359                 .name = "uclamp.max",
10360                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10361                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10362                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10363         },
10364 #endif
10365         { }     /* terminate */
10366 };
10367
10368 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
10369         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
10370         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
10371         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
10372         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
10373         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
10374         .fork           = cpu_cgroup_fork,
10375         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
10376         .attach         = cpu_cgroup_attach,
10377         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
10378         .dfl_cftypes    = cpu_files,
10379         .early_init     = true,
10380         .threaded       = true,
10381 };
10382
10383 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
10384
10385 void dump_cpu_task(int cpu)
10386 {
10387         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
10388         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
10389 }
10390
10391 /*
10392  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
10393  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
10394  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
10395  * that remained on nice 0.
10396  *
10397  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
10398  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
10399  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
10400  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
10401  * the relative distance between them is ~25%.)
10402  */
10403 const int sched_prio_to_weight[40] = {
10404  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
10405  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
10406  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
10407  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
10408  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
10409  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
10410  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
10411  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
10412 };
10413
10414 /*
10415  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
10416  *
10417  * In cases where the weight does not change often, we can use the
10418  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
10419  * into multiplications:
10420  */
10421 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
10422  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
10423  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
10424  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
10425  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
10426  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
10427  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
10428  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
10429  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
10430 };
10431
10432 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
10433 {
10434         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
10435 }