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