]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/sched/core.c
Merge tag '5.4-rc2-smb3' of git://git.samba.org/sfrench/cifs-2.6
[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 "../smpboot.h"
20
21 #include "pelt.h"
22
23 #define CREATE_TRACE_POINTS
24 #include <trace/events/sched.h>
25
26 /*
27  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
28  * associated with them) to allow external modules to probe them.
29  */
30 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
31 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
32 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
33 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
36
37 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
38
39 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
40 /*
41  * Debugging: various feature bits
42  *
43  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
44  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
45  * at compile time and compiler optimization based on features default.
46  */
47 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
48         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
49 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
50 #include "features.h"
51         0;
52 #undef SCHED_FEAT
53 #endif
54
55 /*
56  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
57  * Limited because this is done with IRQs disabled.
58  */
59 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
60
61 /*
62  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
63  * default: 1s
64  */
65 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
66
67 __read_mostly int scheduler_running;
68
69 /*
70  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
71  * default: 0.95s
72  */
73 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
74
75 /*
76  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
77  */
78 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
79         __acquires(rq->lock)
80 {
81         struct rq *rq;
82
83         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
84
85         for (;;) {
86                 rq = task_rq(p);
87                 raw_spin_lock(&rq->lock);
88                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
89                         rq_pin_lock(rq, rf);
90                         return rq;
91                 }
92                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
93
94                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
95                         cpu_relax();
96         }
97 }
98
99 /*
100  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
101  */
102 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
103         __acquires(p->pi_lock)
104         __acquires(rq->lock)
105 {
106         struct rq *rq;
107
108         for (;;) {
109                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
110                 rq = task_rq(p);
111                 raw_spin_lock(&rq->lock);
112                 /*
113                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
114                  *
115                  *      ACQUIRE (rq->lock)
116                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
117                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
118                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
119                  *                                      [L] ->on_rq
120                  *      RELEASE (rq->lock)
121                  *
122                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
123                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
124                  *
125                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
126                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
127                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
128                  */
129                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
130                         rq_pin_lock(rq, rf);
131                         return rq;
132                 }
133                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
134                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
135
136                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
137                         cpu_relax();
138         }
139 }
140
141 /*
142  * RQ-clock updating methods:
143  */
144
145 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
146 {
147 /*
148  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
149  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
150  */
151         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
152
153 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
154         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
155
156         /*
157          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
158          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
159          * {soft,}irq region.
160          *
161          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
162          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
163          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
164          * monotonic.
165          *
166          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
167          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
168          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
169          * atomic ops.
170          */
171         if (irq_delta > delta)
172                 irq_delta = delta;
173
174         rq->prev_irq_time += irq_delta;
175         delta -= irq_delta;
176 #endif
177 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
178         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
179                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
180                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
181
182                 if (unlikely(steal > delta))
183                         steal = delta;
184
185                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
186                 delta -= steal;
187         }
188 #endif
189
190         rq->clock_task += delta;
191
192 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
193         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
194                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
195 #endif
196         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
197 }
198
199 void update_rq_clock(struct rq *rq)
200 {
201         s64 delta;
202
203         lockdep_assert_held(&rq->lock);
204
205         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
206                 return;
207
208 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
209         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
210                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
211         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
212 #endif
213
214         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
215         if (delta < 0)
216                 return;
217         rq->clock += delta;
218         update_rq_clock_task(rq, delta);
219 }
220
221
222 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
223 /*
224  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
225  */
226
227 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
228 {
229         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
230                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
231 }
232
233 /*
234  * High-resolution timer tick.
235  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
236  */
237 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
238 {
239         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
240         struct rq_flags rf;
241
242         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
243
244         rq_lock(rq, &rf);
245         update_rq_clock(rq);
246         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
247         rq_unlock(rq, &rf);
248
249         return HRTIMER_NORESTART;
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_SMP
253
254 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
255 {
256         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
257
258         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
259 }
260
261 /*
262  * called from hardirq (IPI) context
263  */
264 static void __hrtick_start(void *arg)
265 {
266         struct rq *rq = arg;
267         struct rq_flags rf;
268
269         rq_lock(rq, &rf);
270         __hrtick_restart(rq);
271         rq->hrtick_csd_pending = 0;
272         rq_unlock(rq, &rf);
273 }
274
275 /*
276  * Called to set the hrtick timer state.
277  *
278  * called with rq->lock held and irqs disabled
279  */
280 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
281 {
282         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
283         ktime_t time;
284         s64 delta;
285
286         /*
287          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
288          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
289          */
290         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
291         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
292
293         hrtimer_set_expires(timer, time);
294
295         if (rq == this_rq()) {
296                 __hrtick_restart(rq);
297         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
298                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
299                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
300         }
301 }
302
303 #else
304 /*
305  * Called to set the hrtick timer state.
306  *
307  * called with rq->lock held and irqs disabled
308  */
309 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
310 {
311         /*
312          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
313          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
314          */
315         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
316         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
317                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
318 }
319 #endif /* CONFIG_SMP */
320
321 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
322 {
323 #ifdef CONFIG_SMP
324         rq->hrtick_csd_pending = 0;
325
326         rq->hrtick_csd.flags = 0;
327         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
328         rq->hrtick_csd.info = rq;
329 #endif
330
331         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
332         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
333 }
334 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
335 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
336 {
337 }
338
339 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
340 {
341 }
342 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
343
344 /*
345  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
346  */
347 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
348         ({                                                              \
349                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
350                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
351                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
352                                                                         \
353                 for (;;) {                                              \
354                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
355                         if (_old == _val)                               \
356                                 break;                                  \
357                         _val = _old;                                    \
358                 }                                                       \
359         _old;                                                           \
360 })
361
362 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
363 /*
364  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
365  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
366  * spurious IPIs.
367  */
368 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
369 {
370         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
371         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
372 }
373
374 /*
375  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
376  *
377  * If this returns true, then the idle task promises to call
378  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
379  */
380 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
381 {
382         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
383         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
384
385         for (;;) {
386                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
387                         return false;
388                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
389                         return true;
390                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
391                 if (old == val)
392                         break;
393                 val = old;
394         }
395         return true;
396 }
397
398 #else
399 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
400 {
401         set_tsk_need_resched(p);
402         return true;
403 }
404
405 #ifdef CONFIG_SMP
406 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
407 {
408         return false;
409 }
410 #endif
411 #endif
412
413 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
414 {
415         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
416
417         /*
418          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
419          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
420          * wakeup due to that.
421          *
422          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
423          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
424          */
425         smp_mb__before_atomic();
426         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
427                 return false;
428
429         /*
430          * The head is context local, there can be no concurrency.
431          */
432         *head->lastp = node;
433         head->lastp = &node->next;
434         return true;
435 }
436
437 /**
438  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
439  * @head: the wake_q_head to add @task to
440  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
441  *
442  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
443  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
444  * instantly.
445  *
446  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
447  * must be ready to be woken at this location.
448  */
449 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
450 {
451         if (__wake_q_add(head, task))
452                 get_task_struct(task);
453 }
454
455 /**
456  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
457  * @head: the wake_q_head to add @task to
458  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
459  *
460  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
461  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
462  * instantly.
463  *
464  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
465  * must be ready to be woken at this location.
466  *
467  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
468  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
469  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
470  * queued for wakeup.
471  */
472 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
473 {
474         if (!__wake_q_add(head, task))
475                 put_task_struct(task);
476 }
477
478 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
479 {
480         struct wake_q_node *node = head->first;
481
482         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
483                 struct task_struct *task;
484
485                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
486                 BUG_ON(!task);
487                 /* Task can safely be re-inserted now: */
488                 node = node->next;
489                 task->wake_q.next = NULL;
490
491                 /*
492                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
493                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
494                  */
495                 wake_up_process(task);
496                 put_task_struct(task);
497         }
498 }
499
500 /*
501  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
502  *
503  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
504  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
505  * the target CPU.
506  */
507 void resched_curr(struct rq *rq)
508 {
509         struct task_struct *curr = rq->curr;
510         int cpu;
511
512         lockdep_assert_held(&rq->lock);
513
514         if (test_tsk_need_resched(curr))
515                 return;
516
517         cpu = cpu_of(rq);
518
519         if (cpu == smp_processor_id()) {
520                 set_tsk_need_resched(curr);
521                 set_preempt_need_resched();
522                 return;
523         }
524
525         if (set_nr_and_not_polling(curr))
526                 smp_send_reschedule(cpu);
527         else
528                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
529 }
530
531 void resched_cpu(int cpu)
532 {
533         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
534         unsigned long flags;
535
536         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
537         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
538                 resched_curr(rq);
539         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
540 }
541
542 #ifdef CONFIG_SMP
543 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
544 /*
545  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
546  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
547  *
548  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
549  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
550  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
551  */
552 int get_nohz_timer_target(void)
553 {
554         int i, cpu = smp_processor_id();
555         struct sched_domain *sd;
556
557         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
558                 return cpu;
559
560         rcu_read_lock();
561         for_each_domain(cpu, sd) {
562                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
563                         if (cpu == i)
564                                 continue;
565
566                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
567                                 cpu = i;
568                                 goto unlock;
569                         }
570                 }
571         }
572
573         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
574                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
575 unlock:
576         rcu_read_unlock();
577         return cpu;
578 }
579
580 /*
581  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
582  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
583  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
584  * idle system the next event might even be infinite time into the
585  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
586  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
587  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
588  * wheel for the next timer event.
589  */
590 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
591 {
592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
593
594         if (cpu == smp_processor_id())
595                 return;
596
597         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
598                 smp_send_reschedule(cpu);
599         else
600                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
601 }
602
603 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
604 {
605         /*
606          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
607          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
608          * If needed we can still optimize that later with an
609          * empty IRQ.
610          */
611         if (cpu_is_offline(cpu))
612                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
613         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
614                 if (cpu != smp_processor_id() ||
615                     tick_nohz_tick_stopped())
616                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
617                 return true;
618         }
619
620         return false;
621 }
622
623 /*
624  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
625  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
626  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
627  */
628 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
629 {
630         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
631                 wake_up_idle_cpu(cpu);
632 }
633
634 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
635 {
636         int cpu = smp_processor_id();
637
638         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
639                 return false;
640
641         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
642                 return true;
643
644         /*
645          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
646          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
647          */
648         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
649         return false;
650 }
651
652 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
653
654 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
655 {
656         return false;
657 }
658
659 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
660
661 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
662 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
663 {
664         int fifo_nr_running;
665
666         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
667         if (rq->dl.dl_nr_running)
668                 return false;
669
670         /*
671          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
672          * actual RR behaviour.
673          */
674         if (rq->rt.rr_nr_running) {
675                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
676                         return true;
677                 else
678                         return false;
679         }
680
681         /*
682          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
683          * forced preemption between FIFO tasks.
684          */
685         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
686         if (fifo_nr_running)
687                 return true;
688
689         /*
690          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
691          * if there's more than one we need the tick for involuntary
692          * preemption.
693          */
694         if (rq->nr_running > 1)
695                 return false;
696
697         return true;
698 }
699 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
700 #endif /* CONFIG_SMP */
701
702 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
703                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
704 /*
705  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
706  * node and @up when leaving it for the final time.
707  *
708  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
709  */
710 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
711                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
712 {
713         struct task_group *parent, *child;
714         int ret;
715
716         parent = from;
717
718 down:
719         ret = (*down)(parent, data);
720         if (ret)
721                 goto out;
722         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
723                 parent = child;
724                 goto down;
725
726 up:
727                 continue;
728         }
729         ret = (*up)(parent, data);
730         if (ret || parent == from)
731                 goto out;
732
733         child = parent;
734         parent = parent->parent;
735         if (parent)
736                 goto up;
737 out:
738         return ret;
739 }
740
741 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
742 {
743         return 0;
744 }
745 #endif
746
747 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
748 {
749         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
750         struct load_weight *load = &p->se.load;
751
752         /*
753          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
754          */
755         if (task_has_idle_policy(p)) {
756                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
757                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
758                 p->se.runnable_weight = load->weight;
759                 return;
760         }
761
762         /*
763          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
764          * weight
765          */
766         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
767                 reweight_task(p, prio);
768         } else {
769                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
770                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
771                 p->se.runnable_weight = load->weight;
772         }
773 }
774
775 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
776 /*
777  * Serializes updates of utilization clamp values
778  *
779  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
780  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
781  * support enqueue/dequeue operations.
782  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
783  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
784  * updates or API abuses.
785  */
786 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
787
788 /* Max allowed minimum utilization */
789 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
790
791 /* Max allowed maximum utilization */
792 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
793
794 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
795 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
796
797 /* Integer rounded range for each bucket */
798 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
799
800 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
801         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
802
803 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
804 {
805         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
806 }
807
808 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
809 {
810         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
811 }
812
813 static inline enum uclamp_id uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
814 {
815         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
816                 return 0;
817         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
818 }
819
820 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
821                                  unsigned int value, bool user_defined)
822 {
823         uc_se->value = value;
824         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
825         uc_se->user_defined = user_defined;
826 }
827
828 static inline unsigned int
829 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
830                   unsigned int clamp_value)
831 {
832         /*
833          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
834          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
835          * max-clamp.
836          */
837         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
838                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
839                 return clamp_value;
840         }
841
842         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
843 }
844
845 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
846                                      unsigned int clamp_value)
847 {
848         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
849         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
850                 return;
851
852         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
853 }
854
855 static inline
856 enum uclamp_id uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
857                                    unsigned int clamp_value)
858 {
859         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
860         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
861
862         /*
863          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
864          * top most bucket with tasks in.
865          */
866         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
867                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
868                         continue;
869                 return bucket[bucket_id].value;
870         }
871
872         /* No tasks -- default clamp values */
873         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
874 }
875
876 static inline struct uclamp_se
877 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
878 {
879         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
880 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
881         struct uclamp_se uc_max;
882
883         /*
884          * Tasks in autogroups or root task group will be
885          * restricted by system defaults.
886          */
887         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
888                 return uc_req;
889         if (task_group(p) == &root_task_group)
890                 return uc_req;
891
892         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
893         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
894                 return uc_max;
895 #endif
896
897         return uc_req;
898 }
899
900 /*
901  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
902  * priority:
903  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
904  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
905  *   group or in an autogroup
906  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
907  */
908 static inline struct uclamp_se
909 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
910 {
911         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
912         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
913
914         /* System default restrictions always apply */
915         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
916                 return uc_max;
917
918         return uc_req;
919 }
920
921 enum uclamp_id uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
922 {
923         struct uclamp_se uc_eff;
924
925         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
926         if (p->uclamp[clamp_id].active)
927                 return p->uclamp[clamp_id].value;
928
929         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
930
931         return uc_eff.value;
932 }
933
934 /*
935  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
936  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
937  * updates the rq's clamp value if required.
938  *
939  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
940  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
941  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
942  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
943  */
944 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
945                                     enum uclamp_id clamp_id)
946 {
947         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
948         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
949         struct uclamp_bucket *bucket;
950
951         lockdep_assert_held(&rq->lock);
952
953         /* Update task effective clamp */
954         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
955
956         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
957         bucket->tasks++;
958         uc_se->active = true;
959
960         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
961
962         /*
963          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
964          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
965          */
966         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
967                 bucket->value = uc_se->value;
968
969         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
970                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
971 }
972
973 /*
974  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
975  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
976  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
977  *
978  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
979  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
980  * enforce the expected state and warn.
981  */
982 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
983                                     enum uclamp_id clamp_id)
984 {
985         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
986         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
987         struct uclamp_bucket *bucket;
988         unsigned int bkt_clamp;
989         unsigned int rq_clamp;
990
991         lockdep_assert_held(&rq->lock);
992
993         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
994         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
995         if (likely(bucket->tasks))
996                 bucket->tasks--;
997         uc_se->active = false;
998
999         /*
1000          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1001          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1002          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1003          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1004          */
1005         if (likely(bucket->tasks))
1006                 return;
1007
1008         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1009         /*
1010          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1011          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1012          */
1013         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1014         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1015                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1016                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1017         }
1018 }
1019
1020 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1021 {
1022         enum uclamp_id clamp_id;
1023
1024         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1025                 return;
1026
1027         for_each_clamp_id(clamp_id)
1028                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1029
1030         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1031         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1032                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1033 }
1034
1035 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1036 {
1037         enum uclamp_id clamp_id;
1038
1039         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1040                 return;
1041
1042         for_each_clamp_id(clamp_id)
1043                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1044 }
1045
1046 static inline void
1047 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1048 {
1049         struct rq_flags rf;
1050         struct rq *rq;
1051
1052         /*
1053          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1054          *
1055          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1056          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1057          * enqueues, dequeues and migration operations.
1058          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1059          */
1060         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1061
1062         /*
1063          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1064          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1065          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1066          * it will already see the updated clamp bucket value.
1067          */
1068         if (!p->uclamp[clamp_id].active) {
1069                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1070                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1071         }
1072
1073         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1074 }
1075
1076 static inline void
1077 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1078                            unsigned int clamps)
1079 {
1080         enum uclamp_id clamp_id;
1081         struct css_task_iter it;
1082         struct task_struct *p;
1083
1084         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1085         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1086                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1087                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1088                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1089                 }
1090         }
1091         css_task_iter_end(&it);
1092 }
1093
1094 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1095 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1096 static void uclamp_update_root_tg(void)
1097 {
1098         struct task_group *tg = &root_task_group;
1099
1100         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1101                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1102         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1103                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1104
1105         rcu_read_lock();
1106         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1107         rcu_read_unlock();
1108 }
1109 #else
1110 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1111 #endif
1112
1113 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1114                                 void __user *buffer, size_t *lenp,
1115                                 loff_t *ppos)
1116 {
1117         bool update_root_tg = false;
1118         int old_min, old_max;
1119         int result;
1120
1121         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1122         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1123         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1124
1125         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1126         if (result)
1127                 goto undo;
1128         if (!write)
1129                 goto done;
1130
1131         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1132             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1133                 result = -EINVAL;
1134                 goto undo;
1135         }
1136
1137         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1138                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1139                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1140                 update_root_tg = true;
1141         }
1142         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1143                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1144                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1145                 update_root_tg = true;
1146         }
1147
1148         if (update_root_tg)
1149                 uclamp_update_root_tg();
1150
1151         /*
1152          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1153          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1154          * task enqueue time.
1155          */
1156
1157         goto done;
1158
1159 undo:
1160         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1161         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1162 done:
1163         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1164
1165         return result;
1166 }
1167
1168 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1169                            const struct sched_attr *attr)
1170 {
1171         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1172         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1173
1174         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1175                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1176         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1177                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1178
1179         if (lower_bound > upper_bound)
1180                 return -EINVAL;
1181         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1182                 return -EINVAL;
1183
1184         return 0;
1185 }
1186
1187 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1188                                   const struct sched_attr *attr)
1189 {
1190         enum uclamp_id clamp_id;
1191
1192         /*
1193          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1194          * without a task-specific value.
1195          */
1196         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1197                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1198                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1199
1200                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1201                 if (uc_se->user_defined)
1202                         continue;
1203
1204                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1205                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1206                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1207
1208                 uclamp_se_set(uc_se, clamp_value, false);
1209         }
1210
1211         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1212                 return;
1213
1214         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1215                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1216                               attr->sched_util_min, true);
1217         }
1218
1219         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1220                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1221                               attr->sched_util_max, true);
1222         }
1223 }
1224
1225 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1226 {
1227         enum uclamp_id clamp_id;
1228
1229         for_each_clamp_id(clamp_id)
1230                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1231
1232         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1233                 return;
1234
1235         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1236                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1237
1238                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1239                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1240                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1241
1242                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id], clamp_value, false);
1243         }
1244 }
1245
1246 static void __init init_uclamp(void)
1247 {
1248         struct uclamp_se uc_max = {};
1249         enum uclamp_id clamp_id;
1250         int cpu;
1251
1252         mutex_init(&uclamp_mutex);
1253
1254         for_each_possible_cpu(cpu) {
1255                 memset(&cpu_rq(cpu)->uclamp, 0, sizeof(struct uclamp_rq));
1256                 cpu_rq(cpu)->uclamp_flags = 0;
1257         }
1258
1259         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1260                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1261                               uclamp_none(clamp_id), false);
1262         }
1263
1264         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1265         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1266         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1267                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1268 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1269                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1270                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1271 #endif
1272         }
1273 }
1274
1275 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1276 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1277 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1278 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1279                                   const struct sched_attr *attr)
1280 {
1281         return -EOPNOTSUPP;
1282 }
1283 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1284                                   const struct sched_attr *attr) { }
1285 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1286 static inline void init_uclamp(void) { }
1287 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1288
1289 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1290 {
1291         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1292                 update_rq_clock(rq);
1293
1294         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1295                 sched_info_queued(rq, p);
1296                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1297         }
1298
1299         uclamp_rq_inc(rq, p);
1300         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1301 }
1302
1303 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1304 {
1305         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1306                 update_rq_clock(rq);
1307
1308         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1309                 sched_info_dequeued(rq, p);
1310                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1311         }
1312
1313         uclamp_rq_dec(rq, p);
1314         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1315 }
1316
1317 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1318 {
1319         if (task_contributes_to_load(p))
1320                 rq->nr_uninterruptible--;
1321
1322         enqueue_task(rq, p, flags);
1323
1324         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1325 }
1326
1327 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1328 {
1329         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1330
1331         if (task_contributes_to_load(p))
1332                 rq->nr_uninterruptible++;
1333
1334         dequeue_task(rq, p, flags);
1335 }
1336
1337 /*
1338  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1339  */
1340 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1341 {
1342         return p->static_prio;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1347  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1348  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1349  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1350  * estimator recalculates.
1351  */
1352 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1353 {
1354         int prio;
1355
1356         if (task_has_dl_policy(p))
1357                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1358         else if (task_has_rt_policy(p))
1359                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1360         else
1361                 prio = __normal_prio(p);
1362         return prio;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1367  * taken into account by the scheduler. This value might
1368  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1369  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1370  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1371  */
1372 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1373 {
1374         p->normal_prio = normal_prio(p);
1375         /*
1376          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1377          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1378          * to the normal priority:
1379          */
1380         if (!rt_prio(p->prio))
1381                 return p->normal_prio;
1382         return p->prio;
1383 }
1384
1385 /**
1386  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1387  * @p: the task in question.
1388  *
1389  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1390  */
1391 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1392 {
1393         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1398  * use the balance_callback list if you want balancing.
1399  *
1400  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1401  * balance_callback().
1402  */
1403 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1404                                        const struct sched_class *prev_class,
1405                                        int oldprio)
1406 {
1407         if (prev_class != p->sched_class) {
1408                 if (prev_class->switched_from)
1409                         prev_class->switched_from(rq, p);
1410
1411                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1412         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1413                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1414 }
1415
1416 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1417 {
1418         const struct sched_class *class;
1419
1420         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1421                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1422         } else {
1423                 for_each_class(class) {
1424                         if (class == rq->curr->sched_class)
1425                                 break;
1426                         if (class == p->sched_class) {
1427                                 resched_curr(rq);
1428                                 break;
1429                         }
1430                 }
1431         }
1432
1433         /*
1434          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1435          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1436          */
1437         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1438                 rq_clock_skip_update(rq);
1439 }
1440
1441 #ifdef CONFIG_SMP
1442
1443 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
1444 {
1445         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
1446                 return false;
1447
1448         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
1449                 return false;
1450
1451         return true;
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1456  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1457  */
1458 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1459 {
1460         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1461                 return false;
1462
1463         if (is_per_cpu_kthread(p))
1464                 return cpu_online(cpu);
1465
1466         return cpu_active(cpu);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * This is how migration works:
1471  *
1472  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1473  *    stop_one_cpu().
1474  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1475  *    off the CPU)
1476  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1477  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1478  *    it and puts it into the right queue.
1479  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1480  *    is done.
1481  */
1482
1483 /*
1484  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1485  *
1486  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1487  */
1488 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1489                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1490 {
1491         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1492
1493         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1494         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1495         set_task_cpu(p, new_cpu);
1496         rq_unlock(rq, rf);
1497
1498         rq = cpu_rq(new_cpu);
1499
1500         rq_lock(rq, rf);
1501         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1502         enqueue_task(rq, p, 0);
1503         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1504         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1505
1506         return rq;
1507 }
1508
1509 struct migration_arg {
1510         struct task_struct *task;
1511         int dest_cpu;
1512 };
1513
1514 /*
1515  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1516  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1517  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1518  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1519  *
1520  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1521  * as the task is no longer on this CPU.
1522  */
1523 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1524                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1525 {
1526         /* Affinity changed (again). */
1527         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1528                 return rq;
1529
1530         update_rq_clock(rq);
1531         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1532
1533         return rq;
1534 }
1535
1536 /*
1537  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1538  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1539  * 'pushing' onto another runqueue.
1540  */
1541 static int migration_cpu_stop(void *data)
1542 {
1543         struct migration_arg *arg = data;
1544         struct task_struct *p = arg->task;
1545         struct rq *rq = this_rq();
1546         struct rq_flags rf;
1547
1548         /*
1549          * The original target CPU might have gone down and we might
1550          * be on another CPU but it doesn't matter.
1551          */
1552         local_irq_disable();
1553         /*
1554          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1555          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1556          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1557          */
1558         sched_ttwu_pending();
1559
1560         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1561         rq_lock(rq, &rf);
1562         /*
1563          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1564          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1565          * we're holding p->pi_lock.
1566          */
1567         if (task_rq(p) == rq) {
1568                 if (task_on_rq_queued(p))
1569                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1570                 else
1571                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1572         }
1573         rq_unlock(rq, &rf);
1574         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1575
1576         local_irq_enable();
1577         return 0;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1582  * actually call this function.
1583  */
1584 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1585 {
1586         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1587         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1588 }
1589
1590 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1591 {
1592         struct rq *rq = task_rq(p);
1593         bool queued, running;
1594
1595         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1596
1597         queued = task_on_rq_queued(p);
1598         running = task_current(rq, p);
1599
1600         if (queued) {
1601                 /*
1602                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1603                  * holding rq->lock.
1604                  */
1605                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1606                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1607         }
1608         if (running)
1609                 put_prev_task(rq, p);
1610
1611         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1612
1613         if (queued)
1614                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1615         if (running)
1616                 set_next_task(rq, p);
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1621  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1622  * is removed from the allowed bitmask.
1623  *
1624  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1625  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1626  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1627  */
1628 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1629                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1630 {
1631         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1632         unsigned int dest_cpu;
1633         struct rq_flags rf;
1634         struct rq *rq;
1635         int ret = 0;
1636
1637         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1638         update_rq_clock(rq);
1639
1640         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1641                 /*
1642                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1643                  */
1644                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1645         }
1646
1647         /*
1648          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1649          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1650          */
1651         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1652                 ret = -EINVAL;
1653                 goto out;
1654         }
1655
1656         if (cpumask_equal(p->cpus_ptr, new_mask))
1657                 goto out;
1658
1659         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1660         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1661                 ret = -EINVAL;
1662                 goto out;
1663         }
1664
1665         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1666
1667         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1668                 /*
1669                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1670                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1671                  */
1672                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1673                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1674                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1675         }
1676
1677         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1678         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1679                 goto out;
1680
1681         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1682                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1683                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1684                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1685                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1686                 return 0;
1687         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1688                 /*
1689                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1690                  * afterwards anyway.
1691                  */
1692                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1693         }
1694 out:
1695         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1696
1697         return ret;
1698 }
1699
1700 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1701 {
1702         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1703 }
1704 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1705
1706 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1707 {
1708 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1709         /*
1710          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1711          * ttwu() will sort out the placement.
1712          */
1713         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1714                         !p->on_rq);
1715
1716         /*
1717          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1718          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1719          * time relying on p->on_rq.
1720          */
1721         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1722                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1723                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1724
1725 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1726         /*
1727          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1728          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1729          *
1730          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1731          * see task_group().
1732          *
1733          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1734          * task_rq_lock().
1735          */
1736         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1737                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1738 #endif
1739         /*
1740          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1741          */
1742         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1743 #endif
1744
1745         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1746
1747         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1748                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1749                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1750                 p->se.nr_migrations++;
1751                 rseq_migrate(p);
1752                 perf_event_task_migrate(p);
1753         }
1754
1755         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1756 }
1757
1758 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1759 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1760 {
1761         if (task_on_rq_queued(p)) {
1762                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1763                 struct rq_flags srf, drf;
1764
1765                 src_rq = task_rq(p);
1766                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1767
1768                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1769                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1770
1771                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1772                 set_task_cpu(p, cpu);
1773                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1774                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1775
1776                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1777                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1778
1779         } else {
1780                 /*
1781                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1782                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1783                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1784                  */
1785                 p->wake_cpu = cpu;
1786         }
1787 }
1788
1789 struct migration_swap_arg {
1790         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1791         int src_cpu, dst_cpu;
1792 };
1793
1794 static int migrate_swap_stop(void *data)
1795 {
1796         struct migration_swap_arg *arg = data;
1797         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1798         int ret = -EAGAIN;
1799
1800         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1801                 return -EAGAIN;
1802
1803         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1804         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1805
1806         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1807                         &arg->dst_task->pi_lock);
1808         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1809
1810         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1811                 goto unlock;
1812
1813         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1814                 goto unlock;
1815
1816         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1817                 goto unlock;
1818
1819         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1820                 goto unlock;
1821
1822         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1823         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1824
1825         ret = 0;
1826
1827 unlock:
1828         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1829         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1830         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1831
1832         return ret;
1833 }
1834
1835 /*
1836  * Cross migrate two tasks
1837  */
1838 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1839                 int target_cpu, int curr_cpu)
1840 {
1841         struct migration_swap_arg arg;
1842         int ret = -EINVAL;
1843
1844         arg = (struct migration_swap_arg){
1845                 .src_task = cur,
1846                 .src_cpu = curr_cpu,
1847                 .dst_task = p,
1848                 .dst_cpu = target_cpu,
1849         };
1850
1851         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1852                 goto out;
1853
1854         /*
1855          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1856          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1857          */
1858         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1859                 goto out;
1860
1861         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1862                 goto out;
1863
1864         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1865                 goto out;
1866
1867         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1868         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1869
1870 out:
1871         return ret;
1872 }
1873 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1874
1875 /*
1876  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1877  *
1878  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1879  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1880  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1881  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1882  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1883  * @p has remained unscheduled the whole time.
1884  *
1885  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1886  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1887  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1888  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1889  * waiting to become inactive.
1890  */
1891 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1892 {
1893         int running, queued;
1894         struct rq_flags rf;
1895         unsigned long ncsw;
1896         struct rq *rq;
1897
1898         for (;;) {
1899                 /*
1900                  * We do the initial early heuristics without holding
1901                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1902                  * the runqueue lock when things look like they will
1903                  * work out!
1904                  */
1905                 rq = task_rq(p);
1906
1907                 /*
1908                  * If the task is actively running on another CPU
1909                  * still, just relax and busy-wait without holding
1910                  * any locks.
1911                  *
1912                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1913                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1914                  * But we don't care, since "task_running()" will
1915                  * return false if the runqueue has changed and p
1916                  * is actually now running somewhere else!
1917                  */
1918                 while (task_running(rq, p)) {
1919                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1920                                 return 0;
1921                         cpu_relax();
1922                 }
1923
1924                 /*
1925                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1926                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1927                  * just go back and repeat.
1928                  */
1929                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1930                 trace_sched_wait_task(p);
1931                 running = task_running(rq, p);
1932                 queued = task_on_rq_queued(p);
1933                 ncsw = 0;
1934                 if (!match_state || p->state == match_state)
1935                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1936                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1937
1938                 /*
1939                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1940                  */
1941                 if (unlikely(!ncsw))
1942                         break;
1943
1944                 /*
1945                  * Was it really running after all now that we
1946                  * checked with the proper locks actually held?
1947                  *
1948                  * Oops. Go back and try again..
1949                  */
1950                 if (unlikely(running)) {
1951                         cpu_relax();
1952                         continue;
1953                 }
1954
1955                 /*
1956                  * It's not enough that it's not actively running,
1957                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1958                  * preempted!
1959                  *
1960                  * So if it was still runnable (but just not actively
1961                  * running right now), it's preempted, and we should
1962                  * yield - it could be a while.
1963                  */
1964                 if (unlikely(queued)) {
1965                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1966
1967                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1968                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1969                         continue;
1970                 }
1971
1972                 /*
1973                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1974                  * runnable, which means that it will never become
1975                  * running in the future either. We're all done!
1976                  */
1977                 break;
1978         }
1979
1980         return ncsw;
1981 }
1982
1983 /***
1984  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1985  * @p: the to-be-kicked thread
1986  *
1987  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1988  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1989  *
1990  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1991  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1992  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1993  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1994  * achieved as well.
1995  */
1996 void kick_process(struct task_struct *p)
1997 {
1998         int cpu;
1999
2000         preempt_disable();
2001         cpu = task_cpu(p);
2002         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2003                 smp_send_reschedule(cpu);
2004         preempt_enable();
2005 }
2006 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2007
2008 /*
2009  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2010  *
2011  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2012  *
2013  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2014  *
2015  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2016  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2017  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2018  *    see it.
2019  *
2020  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2021  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2022  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2023  *    off.
2024  *
2025  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2026  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2027  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2028  * to satisfy the above rules.
2029  */
2030 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2031 {
2032         int nid = cpu_to_node(cpu);
2033         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2034         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2035         int dest_cpu;
2036
2037         /*
2038          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2039          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2040          * select the CPU on the other node.
2041          */
2042         if (nid != -1) {
2043                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2044
2045                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2046                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2047                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2048                                 continue;
2049                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2050                                 return dest_cpu;
2051                 }
2052         }
2053
2054         for (;;) {
2055                 /* Any allowed, online CPU? */
2056                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2057                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2058                                 continue;
2059
2060                         goto out;
2061                 }
2062
2063                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2064                 switch (state) {
2065                 case cpuset:
2066                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2067                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2068                                 state = possible;
2069                                 break;
2070                         }
2071                         /* Fall-through */
2072                 case possible:
2073                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2074                         state = fail;
2075                         break;
2076
2077                 case fail:
2078                         BUG();
2079                         break;
2080                 }
2081         }
2082
2083 out:
2084         if (state != cpuset) {
2085                 /*
2086                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2087                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2088                  * leave kernel.
2089                  */
2090                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2091                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2092                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2093                 }
2094         }
2095
2096         return dest_cpu;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2101  */
2102 static inline
2103 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2104 {
2105         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2106
2107         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2108                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2109         else
2110                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2111
2112         /*
2113          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2114          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2115          * CPU.
2116          *
2117          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2118          *
2119          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2120          *   not worry about this generic constraint ]
2121          */
2122         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2123                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2124
2125         return cpu;
2126 }
2127
2128 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2129 {
2130         s64 diff = sample - *avg;
2131         *avg += diff >> 3;
2132 }
2133
2134 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2135 {
2136         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2137         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2138
2139         if (stop) {
2140                 /*
2141                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2142                  * userspace knows about and won't get confused about.
2143                  *
2144                  * Also, it will make PI more or less work without too
2145                  * much confusion -- but then, stop work should not
2146                  * rely on PI working anyway.
2147                  */
2148                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2149
2150                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2151         }
2152
2153         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2154
2155         if (old_stop) {
2156                 /*
2157                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2158                  * it can die in pieces.
2159                  */
2160                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2161         }
2162 }
2163
2164 #else
2165
2166 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2167                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2168 {
2169         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2170 }
2171
2172 #endif /* CONFIG_SMP */
2173
2174 static void
2175 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2176 {
2177         struct rq *rq;
2178
2179         if (!schedstat_enabled())
2180                 return;
2181
2182         rq = this_rq();
2183
2184 #ifdef CONFIG_SMP
2185         if (cpu == rq->cpu) {
2186                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2187                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2188         } else {
2189                 struct sched_domain *sd;
2190
2191                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2192                 rcu_read_lock();
2193                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2194                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2195                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2196                                 break;
2197                         }
2198                 }
2199                 rcu_read_unlock();
2200         }
2201
2202         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2203                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2204 #endif /* CONFIG_SMP */
2205
2206         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2207         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2208
2209         if (wake_flags & WF_SYNC)
2210                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2215  */
2216 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2217                            struct rq_flags *rf)
2218 {
2219         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2220         p->state = TASK_RUNNING;
2221         trace_sched_wakeup(p);
2222
2223 #ifdef CONFIG_SMP
2224         if (p->sched_class->task_woken) {
2225                 /*
2226                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2227                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2228                  */
2229                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2230                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2231                 rq_repin_lock(rq, rf);
2232         }
2233
2234         if (rq->idle_stamp) {
2235                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2236                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2237
2238                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2239
2240                 if (rq->avg_idle > max)
2241                         rq->avg_idle = max;
2242
2243                 rq->idle_stamp = 0;
2244         }
2245 #endif
2246 }
2247
2248 static void
2249 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2250                  struct rq_flags *rf)
2251 {
2252         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2253
2254         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2255
2256 #ifdef CONFIG_SMP
2257         if (p->sched_contributes_to_load)
2258                 rq->nr_uninterruptible--;
2259
2260         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2261                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2262 #endif
2263
2264         activate_task(rq, p, en_flags);
2265         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2270  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2271  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2272  * the task is still ->on_rq.
2273  */
2274 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2275 {
2276         struct rq_flags rf;
2277         struct rq *rq;
2278         int ret = 0;
2279
2280         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2281         if (task_on_rq_queued(p)) {
2282                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2283                 update_rq_clock(rq);
2284                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2285                 ret = 1;
2286         }
2287         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2288
2289         return ret;
2290 }
2291
2292 #ifdef CONFIG_SMP
2293 void sched_ttwu_pending(void)
2294 {
2295         struct rq *rq = this_rq();
2296         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2297         struct task_struct *p, *t;
2298         struct rq_flags rf;
2299
2300         if (!llist)
2301                 return;
2302
2303         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2304         update_rq_clock(rq);
2305
2306         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2307                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2308
2309         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2310 }
2311
2312 void scheduler_ipi(void)
2313 {
2314         /*
2315          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
2316          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
2317          * this IPI.
2318          */
2319         preempt_fold_need_resched();
2320
2321         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2322                 return;
2323
2324         /*
2325          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2326          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2327          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2328          * we do call them.
2329          *
2330          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2331          * properly.
2332          *
2333          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2334          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2335          * somewhat pessimize the simple resched case.
2336          */
2337         irq_enter();
2338         sched_ttwu_pending();
2339
2340         /*
2341          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2342          */
2343         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
2344                 this_rq()->idle_balance = 1;
2345                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2346         }
2347         irq_exit();
2348 }
2349
2350 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2351 {
2352         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2353
2354         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2355
2356         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
2357                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2358                         smp_send_reschedule(cpu);
2359                 else
2360                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2361         }
2362 }
2363
2364 void wake_up_if_idle(int cpu)
2365 {
2366         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2367         struct rq_flags rf;
2368
2369         rcu_read_lock();
2370
2371         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2372                 goto out;
2373
2374         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2375                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2376         } else {
2377                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2378                 if (is_idle_task(rq->curr))
2379                         smp_send_reschedule(cpu);
2380                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2381                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2382         }
2383
2384 out:
2385         rcu_read_unlock();
2386 }
2387
2388 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2389 {
2390         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2391 }
2392 #endif /* CONFIG_SMP */
2393
2394 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2395 {
2396         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2397         struct rq_flags rf;
2398
2399 #if defined(CONFIG_SMP)
2400         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2401                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2402                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
2403                 return;
2404         }
2405 #endif
2406
2407         rq_lock(rq, &rf);
2408         update_rq_clock(rq);
2409         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2410         rq_unlock(rq, &rf);
2411 }
2412
2413 /*
2414  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2415  *
2416  *  MIGRATION
2417  *
2418  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2419  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2420  * execution on its new CPU [c1].
2421  *
2422  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2423  *
2424  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2425  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2426  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2427  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2428  *
2429  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2430  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2431  *
2432  * Example:
2433  *
2434  *   CPU0            CPU1            CPU2
2435  *
2436  *   LOCK rq(0)->lock
2437  *   sched-out X
2438  *   sched-in Y
2439  *   UNLOCK rq(0)->lock
2440  *
2441  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2442  *                                   dequeue X
2443  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2444  *
2445  *                                   LOCK rq(1)->lock
2446  *                                   enqueue X
2447  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2448  *
2449  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2450  *                   sched-out Z
2451  *                   sched-in X
2452  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2453  *
2454  *
2455  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2456  *
2457  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2458  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2459  * chain to provide order. Instead we do:
2460  *
2461  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2462  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2463  *
2464  * Example:
2465  *
2466  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2467  *
2468  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2469  *   dequeue X
2470  *   sched-out X
2471  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2472  *
2473  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2474  *                    X->state = WAKING
2475  *                    set_task_cpu(X,2)
2476  *
2477  *                    LOCK rq(2)->lock
2478  *                    enqueue X
2479  *                    X->state = RUNNING
2480  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2481  *
2482  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2483  *                                          sched-out Z
2484  *                                          sched-in X
2485  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2486  *
2487  *                    UNLOCK X->pi_lock
2488  *   UNLOCK rq(0)->lock
2489  *
2490  *
2491  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2492  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2493  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2494  */
2495
2496 /**
2497  * try_to_wake_up - wake up a thread
2498  * @p: the thread to be awakened
2499  * @state: the mask of task states that can be woken
2500  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2501  *
2502  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2503  *
2504  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2505  *
2506  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2507  * set_current_state().
2508  *
2509  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2510  * state; see set_current_state().
2511  *
2512  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2513  *         %false otherwise.
2514  */
2515 static int
2516 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2517 {
2518         unsigned long flags;
2519         int cpu, success = 0;
2520
2521         preempt_disable();
2522         if (p == current) {
2523                 /*
2524                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2525                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2526                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2527                  * without taking any locks.
2528                  *
2529                  * In particular:
2530                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2531                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2532                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2533                  */
2534                 if (!(p->state & state))
2535                         goto out;
2536
2537                 success = 1;
2538                 cpu = task_cpu(p);
2539                 trace_sched_waking(p);
2540                 p->state = TASK_RUNNING;
2541                 trace_sched_wakeup(p);
2542                 goto out;
2543         }
2544
2545         /*
2546          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2547          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2548          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2549          * set_current_state() the waiting thread does.
2550          */
2551         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2552         smp_mb__after_spinlock();
2553         if (!(p->state & state))
2554                 goto unlock;
2555
2556         trace_sched_waking(p);
2557
2558         /* We're going to change ->state: */
2559         success = 1;
2560         cpu = task_cpu(p);
2561
2562         /*
2563          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2564          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2565          * in smp_cond_load_acquire() below.
2566          *
2567          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2568          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2569          *   UNLOCK rq->lock
2570          *
2571          * __schedule() (switch to task 'p')
2572          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2573          *   smp_mb__after_spinlock();
2574          *   UNLOCK rq->lock
2575          *
2576          * [task p]
2577          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2578          *
2579          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2580          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2581          */
2582         smp_rmb();
2583         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2584                 goto unlock;
2585
2586 #ifdef CONFIG_SMP
2587         /*
2588          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2589          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2590          *
2591          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2592          * from the runqueue.
2593          *
2594          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2595          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2596          *   UNLOCK rq->lock
2597          *
2598          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2599          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2600          *   smp_mb__after_spinlock();
2601          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2602          *
2603          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2604          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2605          */
2606         smp_rmb();
2607
2608         /*
2609          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2610          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2611          *
2612          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2613          *
2614          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2615          * their previous state and preserve Program Order.
2616          */
2617         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2618
2619         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2620         p->state = TASK_WAKING;
2621
2622         if (p->in_iowait) {
2623                 delayacct_blkio_end(p);
2624                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2625         }
2626
2627         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2628         if (task_cpu(p) != cpu) {
2629                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2630                 psi_ttwu_dequeue(p);
2631                 set_task_cpu(p, cpu);
2632         }
2633
2634 #else /* CONFIG_SMP */
2635
2636         if (p->in_iowait) {
2637                 delayacct_blkio_end(p);
2638                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2639         }
2640
2641 #endif /* CONFIG_SMP */
2642
2643         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2644 unlock:
2645         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2646 out:
2647         if (success)
2648                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2649         preempt_enable();
2650
2651         return success;
2652 }
2653
2654 /**
2655  * wake_up_process - Wake up a specific process
2656  * @p: The process to be woken up.
2657  *
2658  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2659  * processes.
2660  *
2661  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2662  *
2663  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2664  */
2665 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2666 {
2667         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2668 }
2669 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2670
2671 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2672 {
2673         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2674 }
2675
2676 /*
2677  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2678  * p is forked by current.
2679  *
2680  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2681  */
2682 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2683 {
2684         p->on_rq                        = 0;
2685
2686         p->se.on_rq                     = 0;
2687         p->se.exec_start                = 0;
2688         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2689         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2690         p->se.nr_migrations             = 0;
2691         p->se.vruntime                  = 0;
2692         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2693
2694 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2695         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2696 #endif
2697
2698 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2699         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2700         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2701 #endif
2702
2703         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2704         init_dl_task_timer(&p->dl);
2705         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2706         __dl_clear_params(p);
2707
2708         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2709         p->rt.timeout           = 0;
2710         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2711         p->rt.on_rq             = 0;
2712         p->rt.on_list           = 0;
2713
2714 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2715         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2716 #endif
2717
2718 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2719         p->capture_control = NULL;
2720 #endif
2721         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2722 }
2723
2724 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2725
2726 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2727
2728 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2729 {
2730         if (enabled)
2731                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2732         else
2733                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2734 }
2735
2736 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2737 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2738                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2739 {
2740         struct ctl_table t;
2741         int err;
2742         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2743
2744         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2745                 return -EPERM;
2746
2747         t = *table;
2748         t.data = &state;
2749         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2750         if (err < 0)
2751                 return err;
2752         if (write)
2753                 set_numabalancing_state(state);
2754         return err;
2755 }
2756 #endif
2757 #endif
2758
2759 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2760
2761 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2762 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2763
2764 static void set_schedstats(bool enabled)
2765 {
2766         if (enabled)
2767                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2768         else
2769                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2770 }
2771
2772 void force_schedstat_enabled(void)
2773 {
2774         if (!schedstat_enabled()) {
2775                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2776                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2777         }
2778 }
2779
2780 static int __init setup_schedstats(char *str)
2781 {
2782         int ret = 0;
2783         if (!str)
2784                 goto out;
2785
2786         /*
2787          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2788          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2789          * variable so init_schedstats() can do it later.
2790          */
2791         if (!strcmp(str, "enable")) {
2792                 __sched_schedstats = true;
2793                 ret = 1;
2794         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2795                 __sched_schedstats = false;
2796                 ret = 1;
2797         }
2798 out:
2799         if (!ret)
2800                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2801
2802         return ret;
2803 }
2804 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2805
2806 static void __init init_schedstats(void)
2807 {
2808         set_schedstats(__sched_schedstats);
2809 }
2810
2811 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2812 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2813                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2814 {
2815         struct ctl_table t;
2816         int err;
2817         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2818
2819         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2820                 return -EPERM;
2821
2822         t = *table;
2823         t.data = &state;
2824         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2825         if (err < 0)
2826                 return err;
2827         if (write)
2828                 set_schedstats(state);
2829         return err;
2830 }
2831 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2832 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2833 static inline void init_schedstats(void) {}
2834 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2835
2836 /*
2837  * fork()/clone()-time setup:
2838  */
2839 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2840 {
2841         unsigned long flags;
2842
2843         __sched_fork(clone_flags, p);
2844         /*
2845          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2846          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2847          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2848          */
2849         p->state = TASK_NEW;
2850
2851         /*
2852          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2853          */
2854         p->prio = current->normal_prio;
2855
2856         uclamp_fork(p);
2857
2858         /*
2859          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2860          */
2861         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2862                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2863                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2864                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2865                         p->rt_priority = 0;
2866                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2867                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2868
2869                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2870                 set_load_weight(p, false);
2871
2872                 /*
2873                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2874                  * fulfilled its duty:
2875                  */
2876                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2877         }
2878
2879         if (dl_prio(p->prio))
2880                 return -EAGAIN;
2881         else if (rt_prio(p->prio))
2882                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2883         else
2884                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2885
2886         init_entity_runnable_average(&p->se);
2887
2888         /*
2889          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2890          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2891          * is ran before sched_fork().
2892          *
2893          * Silence PROVE_RCU.
2894          */
2895         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2896         /*
2897          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2898          * so use __set_task_cpu().
2899          */
2900         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2901         if (p->sched_class->task_fork)
2902                 p->sched_class->task_fork(p);
2903         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2904
2905 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2906         if (likely(sched_info_on()))
2907                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2908 #endif
2909 #if defined(CONFIG_SMP)
2910         p->on_cpu = 0;
2911 #endif
2912         init_task_preempt_count(p);
2913 #ifdef CONFIG_SMP
2914         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2915         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2916 #endif
2917         return 0;
2918 }
2919
2920 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2921 {
2922         if (runtime == RUNTIME_INF)
2923                 return BW_UNIT;
2924
2925         /*
2926          * Doing this here saves a lot of checks in all
2927          * the calling paths, and returning zero seems
2928          * safe for them anyway.
2929          */
2930         if (period == 0)
2931                 return 0;
2932
2933         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2934 }
2935
2936 /*
2937  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2938  *
2939  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2940  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2941  * on the runqueue and wakes it.
2942  */
2943 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2944 {
2945         struct rq_flags rf;
2946         struct rq *rq;
2947
2948         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2949         p->state = TASK_RUNNING;
2950 #ifdef CONFIG_SMP
2951         /*
2952          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2953          *  - cpus_ptr can change in the fork path
2954          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2955          *
2956          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2957          * as we're not fully set-up yet.
2958          */
2959         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2960         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2961 #endif
2962         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2963         update_rq_clock(rq);
2964         post_init_entity_util_avg(p);
2965
2966         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2967         trace_sched_wakeup_new(p);
2968         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2969 #ifdef CONFIG_SMP
2970         if (p->sched_class->task_woken) {
2971                 /*
2972                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2973                  * drop it.
2974                  */
2975                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2976                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2977                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2978         }
2979 #endif
2980         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2981 }
2982
2983 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2984
2985 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2986
2987 void preempt_notifier_inc(void)
2988 {
2989         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2990 }
2991 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2992
2993 void preempt_notifier_dec(void)
2994 {
2995         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2996 }
2997 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2998
2999 /**
3000  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3001  * @notifier: notifier struct to register
3002  */
3003 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3004 {
3005         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3006                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3007
3008         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3009 }
3010 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3011
3012 /**
3013  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3014  * @notifier: notifier struct to unregister
3015  *
3016  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3017  */
3018 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3019 {
3020         hlist_del(&notifier->link);
3021 }
3022 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3023
3024 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3025 {
3026         struct preempt_notifier *notifier;
3027
3028         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3029                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3030 }
3031
3032 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3033 {
3034         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3035                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3036 }
3037
3038 static void
3039 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3040                                    struct task_struct *next)
3041 {
3042         struct preempt_notifier *notifier;
3043
3044         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3045                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3046 }
3047
3048 static __always_inline void
3049 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3050                                  struct task_struct *next)
3051 {
3052         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3053                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3054 }
3055
3056 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3057
3058 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3059 {
3060 }
3061
3062 static inline void
3063 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3064                                  struct task_struct *next)
3065 {
3066 }
3067
3068 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3069
3070 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3071 {
3072 #ifdef CONFIG_SMP
3073         /*
3074          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3075          * such that any running task will have this set.
3076          */
3077         next->on_cpu = 1;
3078 #endif
3079 }
3080
3081 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3082 {
3083 #ifdef CONFIG_SMP
3084         /*
3085          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3086          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3087          * finished.
3088          *
3089          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3090          * happen before this.
3091          *
3092          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3093          */
3094         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3095 #endif
3096 }
3097
3098 static inline void
3099 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3100 {
3101         /*
3102          * Since the runqueue lock will be released by the next
3103          * task (which is an invalid locking op but in the case
3104          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3105          * do an early lockdep release here:
3106          */
3107         rq_unpin_lock(rq, rf);
3108         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
3109 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3110         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3111         rq->lock.owner = next;
3112 #endif
3113 }
3114
3115 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3116 {
3117         /*
3118          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3119          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3120          * prev into current:
3121          */
3122         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3123         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3124 }
3125
3126 /*
3127  * NOP if the arch has not defined these:
3128  */
3129
3130 #ifndef prepare_arch_switch
3131 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3132 #endif
3133
3134 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3135 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3136 #endif
3137
3138 /**
3139  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3140  * @rq: the runqueue preparing to switch
3141  * @prev: the current task that is being switched out
3142  * @next: the task we are going to switch to.
3143  *
3144  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3145  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3146  * switch.
3147  *
3148  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3149  * hooks.
3150  */
3151 static inline void
3152 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3153                     struct task_struct *next)
3154 {
3155         kcov_prepare_switch(prev);
3156         sched_info_switch(rq, prev, next);
3157         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3158         rseq_preempt(prev);
3159         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3160         prepare_task(next);
3161         prepare_arch_switch(next);
3162 }
3163
3164 /**
3165  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3166  * @prev: the thread we just switched away from.
3167  *
3168  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3169  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3170  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3171  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3172  *
3173  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3174  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3175  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3176  * details.)
3177  *
3178  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3179  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3180  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3181  * because prev may have moved to another CPU.
3182  */
3183 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3184         __releases(rq->lock)
3185 {
3186         struct rq *rq = this_rq();
3187         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3188         long prev_state;
3189
3190         /*
3191          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3192          * because it left us after:
3193          *
3194          *      schedule()
3195          *        preempt_disable();                    // 1
3196          *        __schedule()
3197          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3198          *
3199          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3200          */
3201         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3202                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3203                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3204                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3205
3206         rq->prev_mm = NULL;
3207
3208         /*
3209          * A task struct has one reference for the use as "current".
3210          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3211          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3212          * the scheduled task must drop that reference.
3213          *
3214          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3215          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3216          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3217          * transition, resulting in a double drop.
3218          */
3219         prev_state = prev->state;
3220         vtime_task_switch(prev);
3221         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3222         finish_task(prev);
3223         finish_lock_switch(rq);
3224         finish_arch_post_lock_switch();
3225         kcov_finish_switch(current);
3226
3227         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3228         /*
3229          * When switching through a kernel thread, the loop in
3230          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3231          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3232          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3233          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3234          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3235          *
3236          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3237          *   provided by mmdrop(),
3238          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3239          */
3240         if (mm) {
3241                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3242                 mmdrop(mm);
3243         }
3244         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3245                 if (prev->sched_class->task_dead)
3246                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3247
3248                 /*
3249                  * Remove function-return probe instances associated with this
3250                  * task and put them back on the free list.
3251                  */
3252                 kprobe_flush_task(prev);
3253
3254                 /* Task is done with its stack. */
3255                 put_task_stack(prev);
3256
3257                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3258         }
3259
3260         tick_nohz_task_switch();
3261         return rq;
3262 }
3263
3264 #ifdef CONFIG_SMP
3265
3266 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3267 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3268 {
3269         struct callback_head *head, *next;
3270         void (*func)(struct rq *rq);
3271         unsigned long flags;
3272
3273         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3274         head = rq->balance_callback;
3275         rq->balance_callback = NULL;
3276         while (head) {
3277                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3278                 next = head->next;
3279                 head->next = NULL;
3280                 head = next;
3281
3282                 func(rq);
3283         }
3284         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3285 }
3286
3287 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3288 {
3289         if (unlikely(rq->balance_callback))
3290                 __balance_callback(rq);
3291 }
3292
3293 #else
3294
3295 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3296 {
3297 }
3298
3299 #endif
3300
3301 /**
3302  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3303  * @prev: the thread we just switched away from.
3304  */
3305 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3306         __releases(rq->lock)
3307 {
3308         struct rq *rq;
3309
3310         /*
3311          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3312          * finish_task_switch() for details.
3313          *
3314          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3315          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3316          * PREEMPT_COUNT kernels).
3317          */
3318
3319         rq = finish_task_switch(prev);
3320         balance_callback(rq);
3321         preempt_enable();
3322
3323         if (current->set_child_tid)
3324                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3325
3326         calculate_sigpending();
3327 }
3328
3329 /*
3330  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3331  */
3332 static __always_inline struct rq *
3333 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3334                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3335 {
3336         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3337
3338         /*
3339          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3340          * combine the page table reload and the switch backend into
3341          * one hypercall.
3342          */
3343         arch_start_context_switch(prev);
3344
3345         /*
3346          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3347          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3348          *
3349          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3350          *   user ->   user   switch
3351          */
3352         if (!next->mm) {                                // to kernel
3353                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3354
3355                 next->active_mm = prev->active_mm;
3356                 if (prev->mm)                           // from user
3357                         mmgrab(prev->active_mm);
3358                 else
3359                         prev->active_mm = NULL;
3360         } else {                                        // to user
3361                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3362                 /*
3363                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3364                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3365                  *
3366                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3367                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3368                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3369                  */
3370                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3371
3372                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3373                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3374                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3375                         prev->active_mm = NULL;
3376                 }
3377         }
3378
3379         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3380
3381         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3382
3383         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3384         switch_to(prev, next, prev);
3385         barrier();
3386
3387         return finish_task_switch(prev);
3388 }
3389
3390 /*
3391  * nr_running and nr_context_switches:
3392  *
3393  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3394  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3395  */
3396 unsigned long nr_running(void)
3397 {
3398         unsigned long i, sum = 0;
3399
3400         for_each_online_cpu(i)
3401                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3402
3403         return sum;
3404 }
3405
3406 /*
3407  * Check if only the current task is running on the CPU.
3408  *
3409  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3410  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3411  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3412  *
3413  * - from a non-preemptible section (of course)
3414  *
3415  * - from a thread that is bound to a single CPU
3416  *
3417  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3418  */
3419 bool single_task_running(void)
3420 {
3421         return raw_rq()->nr_running == 1;
3422 }
3423 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3424
3425 unsigned long long nr_context_switches(void)
3426 {
3427         int i;
3428         unsigned long long sum = 0;
3429
3430         for_each_possible_cpu(i)
3431                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3432
3433         return sum;
3434 }
3435
3436 /*
3437  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3438  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3439  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3440  * it does become runnable.
3441  */
3442
3443 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3444 {
3445         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3446 }
3447
3448 /*
3449  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3450  *
3451  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3452  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3453  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3454  *
3455  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3456  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3457  * running and we'd not be idle.
3458  *
3459  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3460  * is broken.
3461  *
3462  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3463  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3464  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3465  * utilising both CPUs.
3466  *
3467  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3468  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3469  *
3470  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3471  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3472  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3473  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3474  *
3475  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3476  */
3477
3478 unsigned long nr_iowait(void)
3479 {
3480         unsigned long i, sum = 0;
3481
3482         for_each_possible_cpu(i)
3483                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3484
3485         return sum;
3486 }
3487
3488 #ifdef CONFIG_SMP
3489
3490 /*
3491  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3492  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3493  */
3494 void sched_exec(void)
3495 {
3496         struct task_struct *p = current;
3497         unsigned long flags;
3498         int dest_cpu;
3499
3500         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3501         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3502         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3503                 goto unlock;
3504
3505         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3506                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3507
3508                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3509                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3510                 return;
3511         }
3512 unlock:
3513         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3514 }
3515
3516 #endif
3517
3518 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3519 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3520
3521 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3522 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3523
3524 /*
3525  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3526  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3527  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3528  * Prefetching this data results in improved performance.
3529  */
3530 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3531 {
3532 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3533         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3534 #else
3535         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3536 #endif
3537         prefetch(curr);
3538         prefetch(&curr->exec_start);
3539 }
3540
3541 /*
3542  * Return accounted runtime for the task.
3543  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3544  * pending runtime that have not been accounted yet.
3545  */
3546 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3547 {
3548         struct rq_flags rf;
3549         struct rq *rq;
3550         u64 ns;
3551
3552 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3553         /*
3554          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3555          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3556          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3557          *
3558          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3559          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3560          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3561          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3562          * been accounted, so we're correct here as well.
3563          */
3564         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3565                 return p->se.sum_exec_runtime;
3566 #endif
3567
3568         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3569         /*
3570          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3571          * project cycles that may never be accounted to this
3572          * thread, breaking clock_gettime().
3573          */
3574         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3575                 prefetch_curr_exec_start(p);
3576                 update_rq_clock(rq);
3577                 p->sched_class->update_curr(rq);
3578         }
3579         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3580         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3581
3582         return ns;
3583 }
3584
3585 /*
3586  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3587  * We call it with interrupts disabled.
3588  */
3589 void scheduler_tick(void)
3590 {
3591         int cpu = smp_processor_id();
3592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3593         struct task_struct *curr = rq->curr;
3594         struct rq_flags rf;
3595
3596         sched_clock_tick();
3597
3598         rq_lock(rq, &rf);
3599
3600         update_rq_clock(rq);
3601         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3602         calc_global_load_tick(rq);
3603         psi_task_tick(rq);
3604
3605         rq_unlock(rq, &rf);
3606
3607         perf_event_task_tick();
3608
3609 #ifdef CONFIG_SMP
3610         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3611         trigger_load_balance(rq);
3612 #endif
3613 }
3614
3615 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3616
3617 struct tick_work {
3618         int                     cpu;
3619         atomic_t                state;
3620         struct delayed_work     work;
3621 };
3622 /* Values for ->state, see diagram below. */
3623 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3624 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3625 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3626
3627 /*
3628  * State diagram for ->state:
3629  *
3630  *
3631  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3632  *                    |   ^
3633  *                    |   |
3634  *                    |   | sched_tick_remote()
3635  *                    |   |
3636  *                    |   |
3637  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3638  *                    |   ^
3639  *                    |   |
3640  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3641  *                    |   |
3642  *                    V   |
3643  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3644  *
3645  *
3646  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3647  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3648  */
3649
3650 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3651
3652 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3653 {
3654         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3655         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3656         int cpu = twork->cpu;
3657         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3658         struct task_struct *curr;
3659         struct rq_flags rf;
3660         u64 delta;
3661         int os;
3662
3663         /*
3664          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3665          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3666          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3667          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3668          * of when exactly it is running.
3669          */
3670         if (idle_cpu(cpu) || !tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3671                 goto out_requeue;
3672
3673         rq_lock_irq(rq, &rf);
3674         curr = rq->curr;
3675         if (is_idle_task(curr) || cpu_is_offline(cpu))
3676                 goto out_unlock;
3677
3678         update_rq_clock(rq);
3679         delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3680
3681         /*
3682          * Make sure the next tick runs within a reasonable
3683          * amount of time.
3684          */
3685         WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3686         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3687
3688 out_unlock:
3689         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3690
3691 out_requeue:
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 = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3921                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3922                         goto restart;
3923
3924                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3925                 if (unlikely(!p))
3926                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3927
3928                 return p;
3929         }
3930
3931 restart:
3932         /*
3933          * Ensure that we put DL/RT tasks before the pick loop, such that they
3934          * can PULL higher prio tasks when we lower the RQ 'priority'.
3935          */
3936         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev, rf);
3937         if (!rq->nr_running)
3938                 newidle_balance(rq, rf);
3939
3940         for_each_class(class) {
3941                 p = class->pick_next_task(rq, NULL, NULL);
3942                 if (p)
3943                         return p;
3944         }
3945
3946         /* The idle class should always have a runnable task: */
3947         BUG();
3948 }
3949
3950 /*
3951  * __schedule() is the main scheduler function.
3952  *
3953  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3954  *
3955  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3956  *
3957  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3958  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3959  *
3960  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3961  *      interrupt handler scheduler_tick().
3962  *
3963  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3964  *      task to the run-queue and that's it.
3965  *
3966  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3967  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3968  *      called on the nearest possible occasion:
3969  *
3970  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
3971  *
3972  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3973  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3974  *           spin_unlock()!)
3975  *
3976  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3977  *           preemptible context
3978  *
3979  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
3980  *         then at the next:
3981  *
3982  *          - cond_resched() call
3983  *          - explicit schedule() call
3984  *          - return from syscall or exception to user-space
3985  *          - return from interrupt-handler to user-space
3986  *
3987  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3988  */
3989 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3990 {
3991         struct task_struct *prev, *next;
3992         unsigned long *switch_count;
3993         struct rq_flags rf;
3994         struct rq *rq;
3995         int cpu;
3996
3997         cpu = smp_processor_id();
3998         rq = cpu_rq(cpu);
3999         prev = rq->curr;
4000
4001         schedule_debug(prev, preempt);
4002
4003         if (sched_feat(HRTICK))
4004                 hrtick_clear(rq);
4005
4006         local_irq_disable();
4007         rcu_note_context_switch(preempt);
4008
4009         /*
4010          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4011          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4012          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4013          *
4014          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4015          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4016          */
4017         rq_lock(rq, &rf);
4018         smp_mb__after_spinlock();
4019
4020         /* Promote REQ to ACT */
4021         rq->clock_update_flags <<= 1;
4022         update_rq_clock(rq);
4023
4024         switch_count = &prev->nivcsw;
4025         if (!preempt && prev->state) {
4026                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4027                         prev->state = TASK_RUNNING;
4028                 } else {
4029                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4030
4031                         if (prev->in_iowait) {
4032                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4033                                 delayacct_blkio_start();
4034                         }
4035                 }
4036                 switch_count = &prev->nvcsw;
4037         }
4038
4039         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4040         clear_tsk_need_resched(prev);
4041         clear_preempt_need_resched();
4042
4043         if (likely(prev != next)) {
4044                 rq->nr_switches++;
4045                 /*
4046                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4047                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4048                  */
4049                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4050                 /*
4051                  * The membarrier system call requires each architecture
4052                  * to have a full memory barrier after updating
4053                  * rq->curr, before returning to user-space.
4054                  *
4055                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4056                  * various architectures:
4057                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4058                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4059                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4060                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4061                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4062                  *   is a RELEASE barrier),
4063                  */
4064                 ++*switch_count;
4065
4066                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4067
4068                 /* Also unlocks the rq: */
4069                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4070         } else {
4071                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4072                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4073         }
4074
4075         balance_callback(rq);
4076 }
4077
4078 void __noreturn do_task_dead(void)
4079 {
4080         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4081         set_special_state(TASK_DEAD);
4082
4083         /* Tell freezer to ignore us: */
4084         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4085
4086         __schedule(false);
4087         BUG();
4088
4089         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4090         for (;;)
4091                 cpu_relax();
4092 }
4093
4094 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4095 {
4096         if (!tsk->state)
4097                 return;
4098
4099         /*
4100          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4101          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4102          * As this function is called inside the schedule() context,
4103          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4104          * in the possible wakeup of a kworker.
4105          */
4106         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER) {
4107                 preempt_disable();
4108                 wq_worker_sleeping(tsk);
4109                 preempt_enable_no_resched();
4110         }
4111
4112         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4113                 return;
4114
4115         /*
4116          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4117          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4118          */
4119         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4120                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4121 }
4122
4123 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4124 {
4125         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4126                 wq_worker_running(tsk);
4127 }
4128
4129 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4130 {
4131         struct task_struct *tsk = current;
4132
4133         sched_submit_work(tsk);
4134         do {
4135                 preempt_disable();
4136                 __schedule(false);
4137                 sched_preempt_enable_no_resched();
4138         } while (need_resched());
4139         sched_update_worker(tsk);
4140 }
4141 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4142
4143 /*
4144  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4145  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4146  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4147  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4148  * (schedule out non-voluntarily).
4149  *
4150  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4151  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4152  */
4153 void __sched schedule_idle(void)
4154 {
4155         /*
4156          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4157          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4158          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4159          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4160          * TASK_RUNNING state.
4161          */
4162         WARN_ON_ONCE(current->state);
4163         do {
4164                 __schedule(false);
4165         } while (need_resched());
4166 }
4167
4168 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4169 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4170 {
4171         /*
4172          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4173          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4174          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4175          * we find a better solution.
4176          *
4177          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4178          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4179          * too frequently to make sense yet.
4180          */
4181         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4182         schedule();
4183         exception_exit(prev_state);
4184 }
4185 #endif
4186
4187 /**
4188  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4189  *
4190  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4191  */
4192 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4193 {
4194         sched_preempt_enable_no_resched();
4195         schedule();
4196         preempt_disable();
4197 }
4198
4199 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4200 {
4201         do {
4202                 /*
4203                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4204                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4205                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4206                  * by the function tracer will call this function again and
4207                  * cause infinite recursion.
4208                  *
4209                  * Preemption must be disabled here before the function
4210                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4211                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4212                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4213                  * which can also be traced by the function tracer.
4214                  */
4215                 preempt_disable_notrace();
4216                 preempt_latency_start(1);
4217                 __schedule(true);
4218                 preempt_latency_stop(1);
4219                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4220
4221                 /*
4222                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4223                  * between schedule and now.
4224                  */
4225         } while (need_resched());
4226 }
4227
4228 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4229 /*
4230  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4231  * off of preempt_enable.
4232  */
4233 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4234 {
4235         /*
4236          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4237          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4238          */
4239         if (likely(!preemptible()))
4240                 return;
4241
4242         preempt_schedule_common();
4243 }
4244 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4245 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4246
4247 /**
4248  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4249  *
4250  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4251  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4252  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4253  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4254  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4255  * to be called when the system is still in usermode.
4256  *
4257  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4258  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4259  * calling the scheduler.
4260  */
4261 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4262 {
4263         enum ctx_state prev_ctx;
4264
4265         if (likely(!preemptible()))
4266                 return;
4267
4268         do {
4269                 /*
4270                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4271                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4272                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4273                  * by the function tracer will call this function again and
4274                  * cause infinite recursion.
4275                  *
4276                  * Preemption must be disabled here before the function
4277                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4278                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4279                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4280                  * which can also be traced by the function tracer.
4281                  */
4282                 preempt_disable_notrace();
4283                 preempt_latency_start(1);
4284                 /*
4285                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4286                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4287                  * an infinite recursion.
4288                  */
4289                 prev_ctx = exception_enter();
4290                 __schedule(true);
4291                 exception_exit(prev_ctx);
4292
4293                 preempt_latency_stop(1);
4294                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4295         } while (need_resched());
4296 }
4297 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4298
4299 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4300
4301 /*
4302  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4303  * off of irq context.
4304  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4305  * protect us against recursive calling from irq.
4306  */
4307 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4308 {
4309         enum ctx_state prev_state;
4310
4311         /* Catch callers which need to be fixed */
4312         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4313
4314         prev_state = exception_enter();
4315
4316         do {
4317                 preempt_disable();
4318                 local_irq_enable();
4319                 __schedule(true);
4320                 local_irq_disable();
4321                 sched_preempt_enable_no_resched();
4322         } while (need_resched());
4323
4324         exception_exit(prev_state);
4325 }
4326
4327 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4328                           void *key)
4329 {
4330         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4331 }
4332 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4333
4334 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4335
4336 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4337 {
4338         if (pi_task)
4339                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4340
4341         return prio;
4342 }
4343
4344 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4345 {
4346         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4347
4348         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4349 }
4350
4351 /*
4352  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4353  * @p: task to boost
4354  * @pi_task: donor task
4355  *
4356  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4357  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4358  *
4359  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4360  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4361  */
4362 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4363 {
4364         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4365                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4366         const struct sched_class *prev_class;
4367         struct rq_flags rf;
4368         struct rq *rq;
4369
4370         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4371         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4372
4373         /*
4374          * If nothing changed; bail early.
4375          */
4376         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4377                 return;
4378
4379         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4380         update_rq_clock(rq);
4381         /*
4382          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4383          * either lock.
4384          *
4385          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4386          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4387          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4388          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4389          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4390          */
4391         p->pi_top_task = pi_task;
4392
4393         /*
4394          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4395          */
4396         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4397                 goto out_unlock;
4398
4399         /*
4400          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4401          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4402          *
4403          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4404          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4405          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4406          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4407          * with interrupts disabled and will complete the lock
4408          * protected section without being interrupted. So there is no
4409          * real need to boost.
4410          */
4411         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4412                 WARN_ON(p != rq->curr);
4413                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4414                 goto out_unlock;
4415         }
4416
4417         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4418         oldprio = p->prio;
4419
4420         if (oldprio == prio)
4421                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4422
4423         prev_class = p->sched_class;
4424         queued = task_on_rq_queued(p);
4425         running = task_current(rq, p);
4426         if (queued)
4427                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4428         if (running)
4429                 put_prev_task(rq, p);
4430
4431         /*
4432          * Boosting condition are:
4433          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4434          *      --> -dl task blocks on mutex A
4435          *
4436          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4437          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4438          *          running task
4439          */
4440         if (dl_prio(prio)) {
4441                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4442                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4443                         p->dl.dl_boosted = 1;
4444                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4445                 } else
4446                         p->dl.dl_boosted = 0;
4447                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4448         } else if (rt_prio(prio)) {
4449                 if (dl_prio(oldprio))
4450                         p->dl.dl_boosted = 0;
4451                 if (oldprio < prio)
4452                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4453                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4454         } else {
4455                 if (dl_prio(oldprio))
4456                         p->dl.dl_boosted = 0;
4457                 if (rt_prio(oldprio))
4458                         p->rt.timeout = 0;
4459                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4460         }
4461
4462         p->prio = prio;
4463
4464         if (queued)
4465                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4466         if (running)
4467                 set_next_task(rq, p);
4468
4469         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4470 out_unlock:
4471         /* Avoid rq from going away on us: */
4472         preempt_disable();
4473         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4474
4475         balance_callback(rq);
4476         preempt_enable();
4477 }
4478 #else
4479 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4480 {
4481         return prio;
4482 }
4483 #endif
4484
4485 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4486 {
4487         bool queued, running;
4488         int old_prio, delta;
4489         struct rq_flags rf;
4490         struct rq *rq;
4491
4492         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4493                 return;
4494         /*
4495          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4496          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4497          */
4498         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4499         update_rq_clock(rq);
4500
4501         /*
4502          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4503          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4504          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4505          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4506          */
4507         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4508                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4509                 goto out_unlock;
4510         }
4511         queued = task_on_rq_queued(p);
4512         running = task_current(rq, p);
4513         if (queued)
4514                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4515         if (running)
4516                 put_prev_task(rq, p);
4517
4518         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4519         set_load_weight(p, true);
4520         old_prio = p->prio;
4521         p->prio = effective_prio(p);
4522         delta = p->prio - old_prio;
4523
4524         if (queued) {
4525                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4526                 /*
4527                  * If the task increased its priority or is running and
4528                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4529                  */
4530                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
4531                         resched_curr(rq);
4532         }
4533         if (running)
4534                 set_next_task(rq, p);
4535 out_unlock:
4536         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4537 }
4538 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4539
4540 /*
4541  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4542  * @p: task
4543  * @nice: nice value
4544  */
4545 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4546 {
4547         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4548         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4549
4550         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4551                 capable(CAP_SYS_NICE));
4552 }
4553
4554 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4555
4556 /*
4557  * sys_nice - change the priority of the current process.
4558  * @increment: priority increment
4559  *
4560  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4561  * does similar things.
4562  */
4563 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4564 {
4565         long nice, retval;
4566
4567         /*
4568          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4569          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4570          * and we have a single winner.
4571          */
4572         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4573         nice = task_nice(current) + increment;
4574
4575         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4576         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4577                 return -EPERM;
4578
4579         retval = security_task_setnice(current, nice);
4580         if (retval)
4581                 return retval;
4582
4583         set_user_nice(current, nice);
4584         return 0;
4585 }
4586
4587 #endif
4588
4589 /**
4590  * task_prio - return the priority value of a given task.
4591  * @p: the task in question.
4592  *
4593  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4594  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4595  * around 0, value goes from -16 to +15.
4596  */
4597 int task_prio(const struct task_struct *p)
4598 {
4599         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4600 }
4601
4602 /**
4603  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4604  * @cpu: the processor in question.
4605  *
4606  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4607  */
4608 int idle_cpu(int cpu)
4609 {
4610         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4611
4612         if (rq->curr != rq->idle)
4613                 return 0;
4614
4615         if (rq->nr_running)
4616                 return 0;
4617
4618 #ifdef CONFIG_SMP
4619         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4620                 return 0;
4621 #endif
4622
4623         return 1;
4624 }
4625
4626 /**
4627  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4628  * @cpu: the CPU in question.
4629  *
4630  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4631  */
4632 int available_idle_cpu(int cpu)
4633 {
4634         if (!idle_cpu(cpu))
4635                 return 0;
4636
4637         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4638                 return 0;
4639
4640         return 1;
4641 }
4642
4643 /**
4644  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4645  * @cpu: the processor in question.
4646  *
4647  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4648  */
4649 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4650 {
4651         return cpu_rq(cpu)->idle;
4652 }
4653
4654 /**
4655  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4656  * @pid: the pid in question.
4657  *
4658  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4659  */
4660 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4661 {
4662         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4663 }
4664
4665 /*
4666  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4667  * it calls know not to change it.
4668  */
4669 #define SETPARAM_POLICY -1
4670
4671 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4672                 const struct sched_attr *attr)
4673 {
4674         int policy = attr->sched_policy;
4675
4676         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4677                 policy = p->policy;
4678
4679         p->policy = policy;
4680
4681         if (dl_policy(policy))
4682                 __setparam_dl(p, attr);
4683         else if (fair_policy(policy))
4684                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4685
4686         /*
4687          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4688          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4689          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4690          */
4691         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4692         p->normal_prio = normal_prio(p);
4693         set_load_weight(p, true);
4694 }
4695
4696 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4697 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4698                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4699 {
4700         /*
4701          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4702          * either.
4703          */
4704         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4705                 return;
4706
4707         __setscheduler_params(p, attr);
4708
4709         /*
4710          * Keep a potential priority boosting if called from
4711          * sched_setscheduler().
4712          */
4713         p->prio = normal_prio(p);
4714         if (keep_boost)
4715                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4716
4717         if (dl_prio(p->prio))
4718                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4719         else if (rt_prio(p->prio))
4720                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4721         else
4722                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4723 }
4724
4725 /*
4726  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4727  */
4728 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4729 {
4730         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4731         bool match;
4732
4733         rcu_read_lock();
4734         pcred = __task_cred(p);
4735         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4736                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4737         rcu_read_unlock();
4738         return match;
4739 }
4740
4741 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4742                                 const struct sched_attr *attr,
4743                                 bool user, bool pi)
4744 {
4745         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4746                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4747         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4748         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4749         const struct sched_class *prev_class;
4750         struct rq_flags rf;
4751         int reset_on_fork;
4752         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4753         struct rq *rq;
4754
4755         /* The pi code expects interrupts enabled */
4756         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4757 recheck:
4758         /* Double check policy once rq lock held: */
4759         if (policy < 0) {
4760                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4761                 policy = oldpolicy = p->policy;
4762         } else {
4763                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4764
4765                 if (!valid_policy(policy))
4766                         return -EINVAL;
4767         }
4768
4769         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4770                 return -EINVAL;
4771
4772         /*
4773          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4774          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4775          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4776          */
4777         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4778             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4779                 return -EINVAL;
4780         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4781             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4782                 return -EINVAL;
4783
4784         /*
4785          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4786          */
4787         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4788                 if (fair_policy(policy)) {
4789                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4790                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4791                                 return -EPERM;
4792                 }
4793
4794                 if (rt_policy(policy)) {
4795                         unsigned long rlim_rtprio =
4796                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4797
4798                         /* Can't set/change the rt policy: */
4799                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4800                                 return -EPERM;
4801
4802                         /* Can't increase priority: */
4803                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4804                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4805                                 return -EPERM;
4806                 }
4807
4808                  /*
4809                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4810                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4811                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4812                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4813                   */
4814                 if (dl_policy(policy))
4815                         return -EPERM;
4816
4817                 /*
4818                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4819                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4820                  */
4821                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4822                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4823                                 return -EPERM;
4824                 }
4825
4826                 /* Can't change other user's priorities: */
4827                 if (!check_same_owner(p))
4828                         return -EPERM;
4829
4830                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4831                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4832                         return -EPERM;
4833         }
4834
4835         if (user) {
4836                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4837                         return -EINVAL;
4838
4839                 retval = security_task_setscheduler(p);
4840                 if (retval)
4841                         return retval;
4842         }
4843
4844         /* Update task specific "requested" clamps */
4845         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4846                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4847                 if (retval)
4848                         return retval;
4849         }
4850
4851         if (pi)
4852                 cpuset_read_lock();
4853
4854         /*
4855          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4856          * changing the priority of the task:
4857          *
4858          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4859          * runqueue lock must be held.
4860          */
4861         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4862         update_rq_clock(rq);
4863
4864         /*
4865          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4866          */
4867         if (p == rq->stop) {
4868                 retval = -EINVAL;
4869                 goto unlock;
4870         }
4871
4872         /*
4873          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4874          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4875          */
4876         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4877                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4878                         goto change;
4879                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4880                         goto change;
4881                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4882                         goto change;
4883                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4884                         goto change;
4885
4886                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4887                 retval = 0;
4888                 goto unlock;
4889         }
4890 change:
4891
4892         if (user) {
4893 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4894                 /*
4895                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4896                  * assigned.
4897                  */
4898                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4899                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4900                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4901                         retval = -EPERM;
4902                         goto unlock;
4903                 }
4904 #endif
4905 #ifdef CONFIG_SMP
4906                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
4907                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
4908                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4909
4910                         /*
4911                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4912                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4913                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4914                          */
4915                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
4916                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4917                                 retval = -EPERM;
4918                                 goto unlock;
4919                         }
4920                 }
4921 #endif
4922         }
4923
4924         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4925         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4926                 policy = oldpolicy = -1;
4927                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4928                 if (pi)
4929                         cpuset_read_unlock();
4930                 goto recheck;
4931         }
4932
4933         /*
4934          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4935          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4936          * is available.
4937          */
4938         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4939                 retval = -EBUSY;
4940                 goto unlock;
4941         }
4942
4943         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4944         oldprio = p->prio;
4945
4946         if (pi) {
4947                 /*
4948                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4949                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4950                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4951                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4952                  * itself.
4953                  */
4954                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4955                 if (new_effective_prio == oldprio)
4956                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4957         }
4958
4959         queued = task_on_rq_queued(p);
4960         running = task_current(rq, p);
4961         if (queued)
4962                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4963         if (running)
4964                 put_prev_task(rq, p);
4965
4966         prev_class = p->sched_class;
4967
4968         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4969         __setscheduler_uclamp(p, attr);
4970
4971         if (queued) {
4972                 /*
4973                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4974                  * increased (user space view).
4975                  */
4976                 if (oldprio < p->prio)
4977                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4978
4979                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4980         }
4981         if (running)
4982                 set_next_task(rq, p);
4983
4984         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4985
4986         /* Avoid rq from going away on us: */
4987         preempt_disable();
4988         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4989
4990         if (pi) {
4991                 cpuset_read_unlock();
4992                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4993         }
4994
4995         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4996         balance_callback(rq);
4997         preempt_enable();
4998
4999         return 0;
5000
5001 unlock:
5002         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5003         if (pi)
5004                 cpuset_read_unlock();
5005         return retval;
5006 }
5007
5008 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5009                                const struct sched_param *param, bool check)
5010 {
5011         struct sched_attr attr = {
5012                 .sched_policy   = policy,
5013                 .sched_priority = param->sched_priority,
5014                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5015         };
5016
5017         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5018         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5019                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5020                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5021                 attr.sched_policy = policy;
5022         }
5023
5024         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5025 }
5026 /**
5027  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5028  * @p: the task in question.
5029  * @policy: new policy.
5030  * @param: structure containing the new RT priority.
5031  *
5032  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5033  *
5034  * NOTE that the task may be already dead.
5035  */
5036 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5037                        const struct sched_param *param)
5038 {
5039         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5040 }
5041 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5042
5043 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5044 {
5045         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5046 }
5047 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5048
5049 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5050 {
5051         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5052 }
5053
5054 /**
5055  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5056  * @p: the task in question.
5057  * @policy: new policy.
5058  * @param: structure containing the new RT priority.
5059  *
5060  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5061  * current context has permission.  For example, this is needed in
5062  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5063  * but our caller might not have that capability.
5064  *
5065  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5066  */
5067 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5068                                const struct sched_param *param)
5069 {
5070         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5071 }
5072 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5073
5074 static int
5075 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5076 {
5077         struct sched_param lparam;
5078         struct task_struct *p;
5079         int retval;
5080
5081         if (!param || pid < 0)
5082                 return -EINVAL;
5083         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5084                 return -EFAULT;
5085
5086         rcu_read_lock();
5087         retval = -ESRCH;
5088         p = find_process_by_pid(pid);
5089         if (likely(p))
5090                 get_task_struct(p);
5091         rcu_read_unlock();
5092
5093         if (likely(p)) {
5094                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5095                 put_task_struct(p);
5096         }
5097
5098         return retval;
5099 }
5100
5101 /*
5102  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5103  */
5104 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5105 {
5106         u32 size;
5107         int ret;
5108
5109         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5110         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5111
5112         ret = get_user(size, &uattr->size);
5113         if (ret)
5114                 return ret;
5115
5116         /* ABI compatibility quirk: */
5117         if (!size)
5118                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5119         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5120                 goto err_size;
5121
5122         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5123         if (ret) {
5124                 if (ret == -E2BIG)
5125                         goto err_size;
5126                 return ret;
5127         }
5128
5129         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5130             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5131                 return -EINVAL;
5132
5133         /*
5134          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5135          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5136          */
5137         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5138
5139         return 0;
5140
5141 err_size:
5142         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5143         return -E2BIG;
5144 }
5145
5146 /**
5147  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5148  * @pid: the pid in question.
5149  * @policy: new policy.
5150  * @param: structure containing the new RT priority.
5151  *
5152  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5153  */
5154 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5155 {
5156         if (policy < 0)
5157                 return -EINVAL;
5158
5159         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5160 }
5161
5162 /**
5163  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5164  * @pid: the pid in question.
5165  * @param: structure containing the new RT priority.
5166  *
5167  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5168  */
5169 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5170 {
5171         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5172 }
5173
5174 /**
5175  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5176  * @pid: the pid in question.
5177  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5178  * @flags: for future extension.
5179  */
5180 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5181                                unsigned int, flags)
5182 {
5183         struct sched_attr attr;
5184         struct task_struct *p;
5185         int retval;
5186
5187         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5188                 return -EINVAL;
5189
5190         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5191         if (retval)
5192                 return retval;
5193
5194         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5195                 return -EINVAL;
5196         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5197                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5198
5199         rcu_read_lock();
5200         retval = -ESRCH;
5201         p = find_process_by_pid(pid);
5202         if (likely(p))
5203                 get_task_struct(p);
5204         rcu_read_unlock();
5205
5206         if (likely(p)) {
5207                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5208                 put_task_struct(p);
5209         }
5210
5211         return retval;
5212 }
5213
5214 /**
5215  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5216  * @pid: the pid in question.
5217  *
5218  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5219  * code.
5220  */
5221 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5222 {
5223         struct task_struct *p;
5224         int retval;
5225
5226         if (pid < 0)
5227                 return -EINVAL;
5228
5229         retval = -ESRCH;
5230         rcu_read_lock();
5231         p = find_process_by_pid(pid);
5232         if (p) {
5233                 retval = security_task_getscheduler(p);
5234                 if (!retval)
5235                         retval = p->policy
5236                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5237         }
5238         rcu_read_unlock();
5239         return retval;
5240 }
5241
5242 /**
5243  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5244  * @pid: the pid in question.
5245  * @param: structure containing the RT priority.
5246  *
5247  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5248  * code.
5249  */
5250 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5251 {
5252         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5253         struct task_struct *p;
5254         int retval;
5255
5256         if (!param || pid < 0)
5257                 return -EINVAL;
5258
5259         rcu_read_lock();
5260         p = find_process_by_pid(pid);
5261         retval = -ESRCH;
5262         if (!p)
5263                 goto out_unlock;
5264
5265         retval = security_task_getscheduler(p);
5266         if (retval)
5267                 goto out_unlock;
5268
5269         if (task_has_rt_policy(p))
5270                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5271         rcu_read_unlock();
5272
5273         /*
5274          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5275          */
5276         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5277
5278         return retval;
5279
5280 out_unlock:
5281         rcu_read_unlock();
5282         return retval;
5283 }
5284
5285 /*
5286  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5287  * than what user-space knows about) to user-space.
5288  *
5289  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5290  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5291  * have the same size.
5292  */
5293 static int
5294 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5295                         struct sched_attr *kattr,
5296                         unsigned int usize)
5297 {
5298         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5299
5300         if (!access_ok(uattr, usize))
5301                 return -EFAULT;
5302
5303         /*
5304          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5305          *
5306          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5307          *
5308          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5309          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5310          *
5311          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5312          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5313          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5314          * which is set to ksize in this case.
5315          */
5316         kattr->size = min(usize, ksize);
5317
5318         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5319                 return -EFAULT;
5320
5321         return 0;
5322 }
5323
5324 /**
5325  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5326  * @pid: the pid in question.
5327  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5328  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5329  * @flags: for future extension.
5330  */
5331 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5332                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5333 {
5334         struct sched_attr kattr = { };
5335         struct task_struct *p;
5336         int retval;
5337
5338         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5339             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5340                 return -EINVAL;
5341
5342         rcu_read_lock();
5343         p = find_process_by_pid(pid);
5344         retval = -ESRCH;
5345         if (!p)
5346                 goto out_unlock;
5347
5348         retval = security_task_getscheduler(p);
5349         if (retval)
5350                 goto out_unlock;
5351
5352         kattr.sched_policy = p->policy;
5353         if (p->sched_reset_on_fork)
5354                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5355         if (task_has_dl_policy(p))
5356                 __getparam_dl(p, &kattr);
5357         else if (task_has_rt_policy(p))
5358                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5359         else
5360                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5361
5362 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5363         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5364         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5365 #endif
5366
5367         rcu_read_unlock();
5368
5369         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5370
5371 out_unlock:
5372         rcu_read_unlock();
5373         return retval;
5374 }
5375
5376 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5377 {
5378         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5379         struct task_struct *p;
5380         int retval;
5381
5382         rcu_read_lock();
5383
5384         p = find_process_by_pid(pid);
5385         if (!p) {
5386                 rcu_read_unlock();
5387                 return -ESRCH;
5388         }
5389
5390         /* Prevent p going away */
5391         get_task_struct(p);
5392         rcu_read_unlock();
5393
5394         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5395                 retval = -EINVAL;
5396                 goto out_put_task;
5397         }
5398         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5399                 retval = -ENOMEM;
5400                 goto out_put_task;
5401         }
5402         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5403                 retval = -ENOMEM;
5404                 goto out_free_cpus_allowed;
5405         }
5406         retval = -EPERM;
5407         if (!check_same_owner(p)) {
5408                 rcu_read_lock();
5409                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5410                         rcu_read_unlock();
5411                         goto out_free_new_mask;
5412                 }
5413                 rcu_read_unlock();
5414         }
5415
5416         retval = security_task_setscheduler(p);
5417         if (retval)
5418                 goto out_free_new_mask;
5419
5420
5421         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5422         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5423
5424         /*
5425          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5426          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5427          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5428          * root_domain.
5429          */
5430 #ifdef CONFIG_SMP
5431         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5432                 rcu_read_lock();
5433                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5434                         retval = -EBUSY;
5435                         rcu_read_unlock();
5436                         goto out_free_new_mask;
5437                 }
5438                 rcu_read_unlock();
5439         }
5440 #endif
5441 again:
5442         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5443
5444         if (!retval) {
5445                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5446                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5447                         /*
5448                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5449                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5450                          * cpuset's cpus_allowed
5451                          */
5452                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5453                         goto again;
5454                 }
5455         }
5456 out_free_new_mask:
5457         free_cpumask_var(new_mask);
5458 out_free_cpus_allowed:
5459         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5460 out_put_task:
5461         put_task_struct(p);
5462         return retval;
5463 }
5464
5465 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5466                              struct cpumask *new_mask)
5467 {
5468         if (len < cpumask_size())
5469                 cpumask_clear(new_mask);
5470         else if (len > cpumask_size())
5471                 len = cpumask_size();
5472
5473         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5474 }
5475
5476 /**
5477  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5478  * @pid: pid of the process
5479  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5480  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5481  *
5482  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5483  */
5484 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5485                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5486 {
5487         cpumask_var_t new_mask;
5488         int retval;
5489
5490         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5491                 return -ENOMEM;
5492
5493         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5494         if (retval == 0)
5495                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5496         free_cpumask_var(new_mask);
5497         return retval;
5498 }
5499
5500 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5501 {
5502         struct task_struct *p;
5503         unsigned long flags;
5504         int retval;
5505
5506         rcu_read_lock();
5507
5508         retval = -ESRCH;
5509         p = find_process_by_pid(pid);
5510         if (!p)
5511                 goto out_unlock;
5512
5513         retval = security_task_getscheduler(p);
5514         if (retval)
5515                 goto out_unlock;
5516
5517         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5518         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5519         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5520
5521 out_unlock:
5522         rcu_read_unlock();
5523
5524         return retval;
5525 }
5526
5527 /**
5528  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5529  * @pid: pid of the process
5530  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5531  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5532  *
5533  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5534  * error code otherwise.
5535  */
5536 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5537                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5538 {
5539         int ret;
5540         cpumask_var_t mask;
5541
5542         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5543                 return -EINVAL;
5544         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5545                 return -EINVAL;
5546
5547         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5548                 return -ENOMEM;
5549
5550         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5551         if (ret == 0) {
5552                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5553
5554                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5555                         ret = -EFAULT;
5556                 else
5557                         ret = retlen;
5558         }
5559         free_cpumask_var(mask);
5560
5561         return ret;
5562 }
5563
5564 /**
5565  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5566  *
5567  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5568  * other threads running on this CPU then this function will return.
5569  *
5570  * Return: 0.
5571  */
5572 static void do_sched_yield(void)
5573 {
5574         struct rq_flags rf;
5575         struct rq *rq;
5576
5577         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5578
5579         schedstat_inc(rq->yld_count);
5580         current->sched_class->yield_task(rq);
5581
5582         /*
5583          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5584          * no need to preempt or enable interrupts:
5585          */
5586         preempt_disable();
5587         rq_unlock(rq, &rf);
5588         sched_preempt_enable_no_resched();
5589
5590         schedule();
5591 }
5592
5593 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5594 {
5595         do_sched_yield();
5596         return 0;
5597 }
5598
5599 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5600 int __sched _cond_resched(void)
5601 {
5602         if (should_resched(0)) {
5603                 preempt_schedule_common();
5604                 return 1;
5605         }
5606         rcu_all_qs();
5607         return 0;
5608 }
5609 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5610 #endif
5611
5612 /*
5613  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5614  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5615  *
5616  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5617  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5618  * spin_unlock(), once by hand).
5619  */
5620 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5621 {
5622         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5623         int ret = 0;
5624
5625         lockdep_assert_held(lock);
5626
5627         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5628                 spin_unlock(lock);
5629                 if (resched)
5630                         preempt_schedule_common();
5631                 else
5632                         cpu_relax();
5633                 ret = 1;
5634                 spin_lock(lock);
5635         }
5636         return ret;
5637 }
5638 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5639
5640 /**
5641  * yield - yield the current processor to other threads.
5642  *
5643  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5644  *
5645  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5646  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5647  * it, its already broken.
5648  *
5649  * Typical broken usage is:
5650  *
5651  * while (!event)
5652  *      yield();
5653  *
5654  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5655  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5656  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5657  *
5658  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5659  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5660  * If you still want to use yield(), do not!
5661  */
5662 void __sched yield(void)
5663 {
5664         set_current_state(TASK_RUNNING);
5665         do_sched_yield();
5666 }
5667 EXPORT_SYMBOL(yield);
5668
5669 /**
5670  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5671  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5672  * processor it's on.
5673  * @p: target task
5674  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5675  *
5676  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5677  * can't go away on us before we can do any checks.
5678  *
5679  * Return:
5680  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5681  *      false (0) if we failed to boost the target.
5682  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5683  */
5684 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5685 {
5686         struct task_struct *curr = current;
5687         struct rq *rq, *p_rq;
5688         unsigned long flags;
5689         int yielded = 0;
5690
5691         local_irq_save(flags);
5692         rq = this_rq();
5693
5694 again:
5695         p_rq = task_rq(p);
5696         /*
5697          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5698          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5699          */
5700         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5701                 yielded = -ESRCH;
5702                 goto out_irq;
5703         }
5704
5705         double_rq_lock(rq, p_rq);
5706         if (task_rq(p) != p_rq) {
5707                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5708                 goto again;
5709         }
5710
5711         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5712                 goto out_unlock;
5713
5714         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5715                 goto out_unlock;
5716
5717         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5718                 goto out_unlock;
5719
5720         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5721         if (yielded) {
5722                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5723                 /*
5724                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5725                  * fairness.
5726                  */
5727                 if (preempt && rq != p_rq)
5728                         resched_curr(p_rq);
5729         }
5730
5731 out_unlock:
5732         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5733 out_irq:
5734         local_irq_restore(flags);
5735
5736         if (yielded > 0)
5737                 schedule();
5738
5739         return yielded;
5740 }
5741 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5742
5743 int io_schedule_prepare(void)
5744 {
5745         int old_iowait = current->in_iowait;
5746
5747         current->in_iowait = 1;
5748         blk_schedule_flush_plug(current);
5749
5750         return old_iowait;
5751 }
5752
5753 void io_schedule_finish(int token)
5754 {
5755         current->in_iowait = token;
5756 }
5757
5758 /*
5759  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5760  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5761  */
5762 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5763 {
5764         int token;
5765         long ret;
5766
5767         token = io_schedule_prepare();
5768         ret = schedule_timeout(timeout);
5769         io_schedule_finish(token);
5770
5771         return ret;
5772 }
5773 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5774
5775 void __sched io_schedule(void)
5776 {
5777         int token;
5778
5779         token = io_schedule_prepare();
5780         schedule();
5781         io_schedule_finish(token);
5782 }
5783 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5784
5785 /**
5786  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5787  * @policy: scheduling class.
5788  *
5789  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5790  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5791  * On failure, a negative error code is returned.
5792  */
5793 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5794 {
5795         int ret = -EINVAL;
5796
5797         switch (policy) {
5798         case SCHED_FIFO:
5799         case SCHED_RR:
5800                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5801                 break;
5802         case SCHED_DEADLINE:
5803         case SCHED_NORMAL:
5804         case SCHED_BATCH:
5805         case SCHED_IDLE:
5806                 ret = 0;
5807                 break;
5808         }
5809         return ret;
5810 }
5811
5812 /**
5813  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5814  * @policy: scheduling class.
5815  *
5816  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5817  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5818  * On failure, a negative error code is returned.
5819  */
5820 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5821 {
5822         int ret = -EINVAL;
5823
5824         switch (policy) {
5825         case SCHED_FIFO:
5826         case SCHED_RR:
5827                 ret = 1;
5828                 break;
5829         case SCHED_DEADLINE:
5830         case SCHED_NORMAL:
5831         case SCHED_BATCH:
5832         case SCHED_IDLE:
5833                 ret = 0;
5834         }
5835         return ret;
5836 }
5837
5838 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5839 {
5840         struct task_struct *p;
5841         unsigned int time_slice;
5842         struct rq_flags rf;
5843         struct rq *rq;
5844         int retval;
5845
5846         if (pid < 0)
5847                 return -EINVAL;
5848
5849         retval = -ESRCH;
5850         rcu_read_lock();
5851         p = find_process_by_pid(pid);
5852         if (!p)
5853                 goto out_unlock;
5854
5855         retval = security_task_getscheduler(p);
5856         if (retval)
5857                 goto out_unlock;
5858
5859         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5860         time_slice = 0;
5861         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5862                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5863         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5864
5865         rcu_read_unlock();
5866         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5867         return 0;
5868
5869 out_unlock:
5870         rcu_read_unlock();
5871         return retval;
5872 }
5873
5874 /**
5875  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5876  * @pid: pid of the process.
5877  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5878  *
5879  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5880  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5881  *
5882  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5883  * an error code.
5884  */
5885 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5886                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5887 {
5888         struct timespec64 t;
5889         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5890
5891         if (retval == 0)
5892                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5893
5894         return retval;
5895 }
5896
5897 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5898 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5899                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5900 {
5901         struct timespec64 t;
5902         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5903
5904         if (retval == 0)
5905                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
5906         return retval;
5907 }
5908 #endif
5909
5910 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5911 {
5912         unsigned long free = 0;
5913         int ppid;
5914
5915         if (!try_get_task_stack(p))
5916                 return;
5917
5918         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5919
5920         if (p->state == TASK_RUNNING)
5921                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5922 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5923         free = stack_not_used(p);
5924 #endif
5925         ppid = 0;
5926         rcu_read_lock();
5927         if (pid_alive(p))
5928                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5929         rcu_read_unlock();
5930         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5931                 task_pid_nr(p), ppid,
5932                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5933
5934         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5935         show_stack(p, NULL);
5936         put_task_stack(p);
5937 }
5938 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5939
5940 static inline bool
5941 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5942 {
5943         /* no filter, everything matches */
5944         if (!state_filter)
5945                 return true;
5946
5947         /* filter, but doesn't match */
5948         if (!(p->state & state_filter))
5949                 return false;
5950
5951         /*
5952          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5953          * TASK_KILLABLE).
5954          */
5955         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5956                 return false;
5957
5958         return true;
5959 }
5960
5961
5962 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5963 {
5964         struct task_struct *g, *p;
5965
5966 #if BITS_PER_LONG == 32
5967         printk(KERN_INFO
5968                 "  task                PC stack   pid father\n");
5969 #else
5970         printk(KERN_INFO
5971                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5972 #endif
5973         rcu_read_lock();
5974         for_each_process_thread(g, p) {
5975                 /*
5976                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5977                  * console might take a lot of time:
5978                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5979                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5980                  * an IPI.
5981                  */
5982                 touch_nmi_watchdog();
5983                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5984                 if (state_filter_match(state_filter, p))
5985                         sched_show_task(p);
5986         }
5987
5988 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5989         if (!state_filter)
5990                 sysrq_sched_debug_show();
5991 #endif
5992         rcu_read_unlock();
5993         /*
5994          * Only show locks if all tasks are dumped:
5995          */
5996         if (!state_filter)
5997                 debug_show_all_locks();
5998 }
5999
6000 /**
6001  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6002  * @idle: task in question
6003  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6004  *
6005  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6006  * flag, to make booting more robust.
6007  */
6008 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6009 {
6010         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6011         unsigned long flags;
6012
6013         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6014         raw_spin_lock(&rq->lock);
6015
6016         __sched_fork(0, idle);
6017         idle->state = TASK_RUNNING;
6018         idle->se.exec_start = sched_clock();
6019         idle->flags |= PF_IDLE;
6020
6021         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6022
6023 #ifdef CONFIG_SMP
6024         /*
6025          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6026          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6027          *
6028          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6029          */
6030         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6031 #endif
6032         /*
6033          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6034          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6035          * lockdep check in task_group() will fail.
6036          *
6037          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6038          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6039          *
6040          * Silence PROVE_RCU
6041          */
6042         rcu_read_lock();
6043         __set_task_cpu(idle, cpu);
6044         rcu_read_unlock();
6045
6046         rq->idle = idle;
6047         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6048         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6049 #ifdef CONFIG_SMP
6050         idle->on_cpu = 1;
6051 #endif
6052         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6053         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6054
6055         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6056         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6057
6058         /*
6059          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6060          */
6061         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6062         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6063         vtime_init_idle(idle, cpu);
6064 #ifdef CONFIG_SMP
6065         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6066 #endif
6067 }
6068
6069 #ifdef CONFIG_SMP
6070
6071 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6072                               const struct cpumask *trial)
6073 {
6074         int ret = 1;
6075
6076         if (!cpumask_weight(cur))
6077                 return ret;
6078
6079         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6080
6081         return ret;
6082 }
6083
6084 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6085                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6086 {
6087         int ret = 0;
6088
6089         /*
6090          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6091          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6092          * affinity and isolating such threads by their set of
6093          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6094          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6095          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6096          * before cpus_mask may be changed.
6097          */
6098         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6099                 ret = -EINVAL;
6100                 goto out;
6101         }
6102
6103         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6104                                               cs_cpus_allowed))
6105                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6106
6107 out:
6108         return ret;
6109 }
6110
6111 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6112
6113 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6114 /* Migrate current task p to target_cpu */
6115 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6116 {
6117         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6118         int curr_cpu = task_cpu(p);
6119
6120         if (curr_cpu == target_cpu)
6121                 return 0;
6122
6123         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6124                 return -EINVAL;
6125
6126         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6127
6128         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6129         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6130 }
6131
6132 /*
6133  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6134  * tasks on the runqueues
6135  */
6136 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6137 {
6138         bool queued, running;
6139         struct rq_flags rf;
6140         struct rq *rq;
6141
6142         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6143         queued = task_on_rq_queued(p);
6144         running = task_current(rq, p);
6145
6146         if (queued)
6147                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6148         if (running)
6149                 put_prev_task(rq, p);
6150
6151         p->numa_preferred_nid = nid;
6152
6153         if (queued)
6154                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6155         if (running)
6156                 set_next_task(rq, p);
6157         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6158 }
6159 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6160
6161 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6162 /*
6163  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6164  * offline.
6165  */
6166 void idle_task_exit(void)
6167 {
6168         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6169
6170         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6171
6172         if (mm != &init_mm) {
6173                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6174                 current->active_mm = &init_mm;
6175                 finish_arch_post_lock_switch();
6176         }
6177         mmdrop(mm);
6178 }
6179
6180 /*
6181  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6182  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6183  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6184  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6185  * calculation.
6186  *
6187  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6188  */
6189 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6190 {
6191         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6192         if (delta)
6193                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6194 }
6195
6196 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6197 {
6198         const struct sched_class *class;
6199         struct task_struct *next;
6200
6201         for_each_class(class) {
6202                 next = class->pick_next_task(rq, NULL, NULL);
6203                 if (next) {
6204                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next, NULL);
6205                         return next;
6206                 }
6207         }
6208
6209         /* The idle class should always have a runnable task */
6210         BUG();
6211 }
6212
6213 /*
6214  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6215  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6216  *
6217  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6218  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6219  * because of lock validation efforts.
6220  */
6221 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6222 {
6223         struct rq *rq = dead_rq;
6224         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6225         struct rq_flags orf = *rf;
6226         int dest_cpu;
6227
6228         /*
6229          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6230          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6231          *
6232          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6233          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6234          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6235          * done here.
6236          */
6237         rq->stop = NULL;
6238
6239         /*
6240          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6241          * class method both need to have an up-to-date
6242          * value of rq->clock[_task]
6243          */
6244         update_rq_clock(rq);
6245
6246         for (;;) {
6247                 /*
6248                  * There's this thread running, bail when that's the only
6249                  * remaining thread:
6250                  */
6251                 if (rq->nr_running == 1)
6252                         break;
6253
6254                 next = __pick_migrate_task(rq);
6255
6256                 /*
6257                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6258                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6259                  * stabilizes the mask.
6260                  *
6261                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6262                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6263                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6264                  */
6265                 rq_unlock(rq, rf);
6266                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6267                 rq_relock(rq, rf);
6268
6269                 /*
6270                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6271                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6272                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6273                  */
6274                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6275                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6276                         continue;
6277                 }
6278
6279                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6280                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6281                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6282                 if (rq != dead_rq) {
6283                         rq_unlock(rq, rf);
6284                         rq = dead_rq;
6285                         *rf = orf;
6286                         rq_relock(rq, rf);
6287                 }
6288                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6289         }
6290
6291         rq->stop = stop;
6292 }
6293 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6294
6295 void set_rq_online(struct rq *rq)
6296 {
6297         if (!rq->online) {
6298                 const struct sched_class *class;
6299
6300                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6301                 rq->online = 1;
6302
6303                 for_each_class(class) {
6304                         if (class->rq_online)
6305                                 class->rq_online(rq);
6306                 }
6307         }
6308 }
6309
6310 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6311 {
6312         if (rq->online) {
6313                 const struct sched_class *class;
6314
6315                 for_each_class(class) {
6316                         if (class->rq_offline)
6317                                 class->rq_offline(rq);
6318                 }
6319
6320                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6321                 rq->online = 0;
6322         }
6323 }
6324
6325 /*
6326  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6327  */
6328 static int num_cpus_frozen;
6329
6330 /*
6331  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6332  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6333  * around partition_sched_domains().
6334  *
6335  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6336  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6337  */
6338 static void cpuset_cpu_active(void)
6339 {
6340         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6341                 /*
6342                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6343                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6344                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6345                  * domain, ignoring cpusets.
6346                  */
6347                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6348                 if (--num_cpus_frozen)
6349                         return;
6350                 /*
6351                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6352                  * restore the original sched domains by considering the
6353                  * cpuset configurations.
6354                  */
6355                 cpuset_force_rebuild();
6356         }
6357         cpuset_update_active_cpus();
6358 }
6359
6360 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6361 {
6362         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6363                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6364                         return -EBUSY;
6365                 cpuset_update_active_cpus();
6366         } else {
6367                 num_cpus_frozen++;
6368                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6369         }
6370         return 0;
6371 }
6372
6373 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6374 {
6375         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6376         struct rq_flags rf;
6377
6378 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6379         /*
6380          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6381          */
6382         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6383                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6384 #endif
6385         set_cpu_active(cpu, true);
6386
6387         if (sched_smp_initialized) {
6388                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6389                 cpuset_cpu_active();
6390         }
6391
6392         /*
6393          * Put the rq online, if not already. This happens:
6394          *
6395          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6396          *    after all CPUs have been brought up.
6397          *
6398          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6399          *    domains.
6400          */
6401         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6402         if (rq->rd) {
6403                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6404                 set_rq_online(rq);
6405         }
6406         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6407
6408         return 0;
6409 }
6410
6411 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6412 {
6413         int ret;
6414
6415         set_cpu_active(cpu, false);
6416         /*
6417          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6418          * users of this state to go away such that all new such users will
6419          * observe it.
6420          *
6421          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6422          */
6423         synchronize_rcu();
6424
6425 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6426         /*
6427          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6428          */
6429         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6430                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6431 #endif
6432
6433         if (!sched_smp_initialized)
6434                 return 0;
6435
6436         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6437         if (ret) {
6438                 set_cpu_active(cpu, true);
6439                 return ret;
6440         }
6441         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6442         return 0;
6443 }
6444
6445 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6446 {
6447         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6448
6449         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6450         update_max_interval();
6451 }
6452
6453 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6454 {
6455         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6456         sched_tick_start(cpu);
6457         return 0;
6458 }
6459
6460 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6461 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6462 {
6463         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6464         struct rq_flags rf;
6465
6466         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6467         sched_ttwu_pending();
6468         sched_tick_stop(cpu);
6469
6470         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6471         if (rq->rd) {
6472                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6473                 set_rq_offline(rq);
6474         }
6475         migrate_tasks(rq, &rf);
6476         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6477         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6478
6479         calc_load_migrate(rq);
6480         update_max_interval();
6481         nohz_balance_exit_idle(rq);
6482         hrtick_clear(rq);
6483         return 0;
6484 }
6485 #endif
6486
6487 void __init sched_init_smp(void)
6488 {
6489         sched_init_numa();
6490
6491         /*
6492          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6493          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6494          * happen.
6495          */
6496         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6497         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6498         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6499
6500         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6501         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6502                 BUG();
6503         sched_init_granularity();
6504
6505         init_sched_rt_class();
6506         init_sched_dl_class();
6507
6508         sched_smp_initialized = true;
6509 }
6510
6511 static int __init migration_init(void)
6512 {
6513         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6514         return 0;
6515 }
6516 early_initcall(migration_init);
6517
6518 #else
6519 void __init sched_init_smp(void)
6520 {
6521         sched_init_granularity();
6522 }
6523 #endif /* CONFIG_SMP */
6524
6525 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6526 {
6527         return in_lock_functions(addr) ||
6528                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6529                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6530 }
6531
6532 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6533 /*
6534  * Default task group.
6535  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6536  */
6537 struct task_group root_task_group;
6538 LIST_HEAD(task_groups);
6539
6540 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6541 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6542 #endif
6543
6544 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6545 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6546
6547 void __init sched_init(void)
6548 {
6549         unsigned long ptr = 0;
6550         int i;
6551
6552         wait_bit_init();
6553
6554 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6555         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6556 #endif
6557 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6558         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6559 #endif
6560         if (ptr) {
6561                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6562
6563 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6564                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6565                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6566
6567                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6568                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6569
6570 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6571 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6572                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6573                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6574
6575                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6576                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6577
6578 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6579         }
6580 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6581         for_each_possible_cpu(i) {
6582                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6583                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6584                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6585                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6586         }
6587 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6588
6589         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6590         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6591
6592 #ifdef CONFIG_SMP
6593         init_defrootdomain();
6594 #endif
6595
6596 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6597         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6598                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6599 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6600
6601 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6602         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6603
6604         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6605         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6606         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6607         autogroup_init(&init_task);
6608 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6609
6610         for_each_possible_cpu(i) {
6611                 struct rq *rq;
6612
6613                 rq = cpu_rq(i);
6614                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6615                 rq->nr_running = 0;
6616                 rq->calc_load_active = 0;
6617                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6618                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6619                 init_rt_rq(&rq->rt);
6620                 init_dl_rq(&rq->dl);
6621 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6622                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6623                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6624                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6625                 /*
6626                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6627                  *
6628                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6629                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6630                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6631                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6632                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6633                  * (se->load.weight).
6634                  *
6635                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6636                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6637                  * then A0's share of the CPU resource is:
6638                  *
6639                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6640                  *
6641                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6642                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6643                  */
6644                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6645                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6646 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6647
6648                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6649 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6650                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6651 #endif
6652 #ifdef CONFIG_SMP
6653                 rq->sd = NULL;
6654                 rq->rd = NULL;
6655                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6656                 rq->balance_callback = NULL;
6657                 rq->active_balance = 0;
6658                 rq->next_balance = jiffies;
6659                 rq->push_cpu = 0;
6660                 rq->cpu = i;
6661                 rq->online = 0;
6662                 rq->idle_stamp = 0;
6663                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6664                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6665
6666                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6667
6668                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6669 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6670                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6671                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6672                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6673 #endif
6674 #endif /* CONFIG_SMP */
6675                 hrtick_rq_init(rq);
6676                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6677         }
6678
6679         set_load_weight(&init_task, false);
6680
6681         /*
6682          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6683          */
6684         mmgrab(&init_mm);
6685         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6686
6687         /*
6688          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6689          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6690          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6691          * when this runqueue becomes "idle".
6692          */
6693         init_idle(current, smp_processor_id());
6694
6695         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6696
6697 #ifdef CONFIG_SMP
6698         idle_thread_set_boot_cpu();
6699 #endif
6700         init_sched_fair_class();
6701
6702         init_schedstats();
6703
6704         psi_init();
6705
6706         init_uclamp();
6707
6708         scheduler_running = 1;
6709 }
6710
6711 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6712 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6713 {
6714         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6715
6716         return (nested == preempt_offset);
6717 }
6718
6719 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6720 {
6721         /*
6722          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6723          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6724          * otherwise we will destroy state.
6725          */
6726         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6727                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6728                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6729                         current->state,
6730                         (void *)current->task_state_change,
6731                         (void *)current->task_state_change);
6732
6733         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6734 }
6735 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6736
6737 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6738 {
6739         /* Ratelimiting timestamp: */
6740         static unsigned long prev_jiffy;
6741
6742         unsigned long preempt_disable_ip;
6743
6744         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6745         rcu_sleep_check();
6746
6747         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6748              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6749             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6750             oops_in_progress)
6751                 return;
6752
6753         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6754                 return;
6755         prev_jiffy = jiffies;
6756
6757         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6758         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6759
6760         printk(KERN_ERR
6761                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6762                         file, line);
6763         printk(KERN_ERR
6764                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6765                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6766                         current->pid, current->comm);
6767
6768         if (task_stack_end_corrupted(current))
6769                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6770
6771         debug_show_held_locks(current);
6772         if (irqs_disabled())
6773                 print_irqtrace_events(current);
6774         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6775             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6776                 pr_err("Preemption disabled at:");
6777                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6778                 pr_cont("\n");
6779         }
6780         dump_stack();
6781         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6782 }
6783 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6784
6785 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6786 {
6787         static unsigned long prev_jiffy;
6788
6789         if (irqs_disabled())
6790                 return;
6791
6792         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6793                 return;
6794
6795         if (preempt_count() > preempt_offset)
6796                 return;
6797
6798         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6799                 return;
6800         prev_jiffy = jiffies;
6801
6802         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6803         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6804                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6805                         current->pid, current->comm);
6806
6807         debug_show_held_locks(current);
6808         dump_stack();
6809         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6810 }
6811 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6812 #endif
6813
6814 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6815 void normalize_rt_tasks(void)
6816 {
6817         struct task_struct *g, *p;
6818         struct sched_attr attr = {
6819                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6820         };
6821
6822         read_lock(&tasklist_lock);
6823         for_each_process_thread(g, p) {
6824                 /*
6825                  * Only normalize user tasks:
6826                  */
6827                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6828                         continue;
6829
6830                 p->se.exec_start = 0;
6831                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6832                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6833                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6834
6835                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6836                         /*
6837                          * Renice negative nice level userspace
6838                          * tasks back to 0:
6839                          */
6840                         if (task_nice(p) < 0)
6841                                 set_user_nice(p, 0);
6842                         continue;
6843                 }
6844
6845                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6846         }
6847         read_unlock(&tasklist_lock);
6848 }
6849
6850 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6851
6852 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6853 /*
6854  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6855  *
6856  * They can only be called when the whole system has been
6857  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6858  * activity can take place. Using them for anything else would
6859  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6860  * under any other configuration.
6861  */
6862
6863 /**
6864  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6865  * @cpu: the processor in question.
6866  *
6867  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6868  *
6869  * Return: The current task for @cpu.
6870  */
6871 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6872 {
6873         return cpu_curr(cpu);
6874 }
6875
6876 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6877
6878 #ifdef CONFIG_IA64
6879 /**
6880  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6881  * @cpu: the processor in question.
6882  * @p: the task pointer to set.
6883  *
6884  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6885  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6886  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6887  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6888  * and caller must save the original value of the current task (see
6889  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6890  * re-starting the system.
6891  *
6892  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6893  */
6894 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6895 {
6896         cpu_curr(cpu) = p;
6897 }
6898
6899 #endif
6900
6901 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6902 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6903 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6904
6905 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
6906                                             struct task_group *parent)
6907 {
6908 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
6909         enum uclamp_id clamp_id;
6910
6911         for_each_clamp_id(clamp_id) {
6912                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
6913                               uclamp_none(clamp_id), false);
6914                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
6915         }
6916 #endif
6917 }
6918
6919 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6920 {
6921         free_fair_sched_group(tg);
6922         free_rt_sched_group(tg);
6923         autogroup_free(tg);
6924         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6925 }
6926
6927 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6928 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6929 {
6930         struct task_group *tg;
6931
6932         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6933         if (!tg)
6934                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6935
6936         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6937                 goto err;
6938
6939         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6940                 goto err;
6941
6942         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
6943
6944         return tg;
6945
6946 err:
6947         sched_free_group(tg);
6948         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6949 }
6950
6951 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6952 {
6953         unsigned long flags;
6954
6955         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6956         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6957
6958         /* Root should already exist: */
6959         WARN_ON(!parent);
6960
6961         tg->parent = parent;
6962         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6963         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6964         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6965
6966         online_fair_sched_group(tg);
6967 }
6968
6969 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6970 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6971 {
6972         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6973         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6974 }
6975
6976 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6977 {
6978         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6979         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6980 }
6981
6982 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6983 {
6984         unsigned long flags;
6985
6986         /* End participation in shares distribution: */
6987         unregister_fair_sched_group(tg);
6988
6989         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6990         list_del_rcu(&tg->list);
6991         list_del_rcu(&tg->siblings);
6992         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6993 }
6994
6995 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6996 {
6997         struct task_group *tg;
6998
6999         /*
7000          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7001          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7002          * to prevent lockdep warnings.
7003          */
7004         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7005                           struct task_group, css);
7006         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7007         tsk->sched_task_group = tg;
7008
7009 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7010         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7011                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7012         else
7013 #endif
7014                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7015 }
7016
7017 /*
7018  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7019  *
7020  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7021  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7022  * its new group.
7023  */
7024 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7025 {
7026         int queued, running, queue_flags =
7027                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7028         struct rq_flags rf;
7029         struct rq *rq;
7030
7031         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7032         update_rq_clock(rq);
7033
7034         running = task_current(rq, tsk);
7035         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7036
7037         if (queued)
7038                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7039         if (running)
7040                 put_prev_task(rq, tsk);
7041
7042         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7043
7044         if (queued)
7045                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7046         if (running)
7047                 set_next_task(rq, tsk);
7048
7049         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7050 }
7051
7052 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7053 {
7054         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7055 }
7056
7057 static struct cgroup_subsys_state *
7058 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7059 {
7060         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7061         struct task_group *tg;
7062
7063         if (!parent) {
7064                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7065                 return &root_task_group.css;
7066         }
7067
7068         tg = sched_create_group(parent);
7069         if (IS_ERR(tg))
7070                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7071
7072         return &tg->css;
7073 }
7074
7075 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7076 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7077 {
7078         struct task_group *tg = css_tg(css);
7079         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7080
7081         if (parent)
7082                 sched_online_group(tg, parent);
7083         return 0;
7084 }
7085
7086 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7087 {
7088         struct task_group *tg = css_tg(css);
7089
7090         sched_offline_group(tg);
7091 }
7092
7093 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7094 {
7095         struct task_group *tg = css_tg(css);
7096
7097         /*
7098          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7099          */
7100         sched_free_group(tg);
7101 }
7102
7103 /*
7104  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7105  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7106  */
7107 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7108 {
7109         struct rq_flags rf;
7110         struct rq *rq;
7111
7112         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7113
7114         update_rq_clock(rq);
7115         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7116
7117         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7118 }
7119
7120 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7121 {
7122         struct task_struct *task;
7123         struct cgroup_subsys_state *css;
7124         int ret = 0;
7125
7126         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7127 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7128                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7129                         return -EINVAL;
7130 #endif
7131                 /*
7132                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7133                  * running, we're sure to observe its full state.
7134                  */
7135                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7136                 /*
7137                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7138                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7139                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7140                  */
7141                 if (task->state == TASK_NEW)
7142                         ret = -EINVAL;
7143                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7144
7145                 if (ret)
7146                         break;
7147         }
7148         return ret;
7149 }
7150
7151 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7152 {
7153         struct task_struct *task;
7154         struct cgroup_subsys_state *css;
7155
7156         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7157                 sched_move_task(task);
7158 }
7159
7160 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7161 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7162 {
7163         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7164         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7165         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7166         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7167         enum uclamp_id clamp_id;
7168         unsigned int clamps;
7169
7170         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7171                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7172                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7173
7174                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7175                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7176                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7177                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7178                         if (uc_parent &&
7179                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7180                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7181                         }
7182                 }
7183                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7184                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7185
7186                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7187                 clamps = 0x0;
7188                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7189                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7190                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7191                                 continue;
7192                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7193                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7194                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7195                 }
7196                 if (!clamps) {
7197                         css = css_rightmost_descendant(css);
7198                         continue;
7199                 }
7200
7201                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7202                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7203         }
7204 }
7205
7206 /*
7207  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7208  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7209  * character constant, use two levels of macros.
7210  */
7211 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7212 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7213
7214 struct uclamp_request {
7215 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7216 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7217         s64 percent;
7218         u64 util;
7219         int ret;
7220 };
7221
7222 static inline struct uclamp_request
7223 capacity_from_percent(char *buf)
7224 {
7225         struct uclamp_request req = {
7226                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7227                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7228                 .ret = 0,
7229         };
7230
7231         buf = strim(buf);
7232         if (strcmp(buf, "max")) {
7233                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7234                                              &req.percent);
7235                 if (req.ret)
7236                         return req;
7237                 if (req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7238                         req.ret = -ERANGE;
7239                         return req;
7240                 }
7241
7242                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7243                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7244         }
7245
7246         return req;
7247 }
7248
7249 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7250                                 size_t nbytes, loff_t off,
7251                                 enum uclamp_id clamp_id)
7252 {
7253         struct uclamp_request req;
7254         struct task_group *tg;
7255
7256         req = capacity_from_percent(buf);
7257         if (req.ret)
7258                 return req.ret;
7259
7260         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7261         rcu_read_lock();
7262
7263         tg = css_tg(of_css(of));
7264         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7265                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7266
7267         /*
7268          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7269          * exact requested value
7270          */
7271         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7272
7273         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7274         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7275
7276         rcu_read_unlock();
7277         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7278
7279         return nbytes;
7280 }
7281
7282 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7283                                     char *buf, size_t nbytes,
7284                                     loff_t off)
7285 {
7286         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7287 }
7288
7289 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7290                                     char *buf, size_t nbytes,
7291                                     loff_t off)
7292 {
7293         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7294 }
7295
7296 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7297                                     enum uclamp_id clamp_id)
7298 {
7299         struct task_group *tg;
7300         u64 util_clamp;
7301         u64 percent;
7302         u32 rem;
7303
7304         rcu_read_lock();
7305         tg = css_tg(seq_css(sf));
7306         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7307         rcu_read_unlock();
7308
7309         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7310                 seq_puts(sf, "max\n");
7311                 return;
7312         }
7313
7314         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7315         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7316         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7317 }
7318
7319 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7320 {
7321         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7322         return 0;
7323 }
7324
7325 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7326 {
7327         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7328         return 0;
7329 }
7330 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7331
7332 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7333 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7334                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7335 {
7336         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7337                 shareval = MAX_SHARES;
7338         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7339 }
7340
7341 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7342                                struct cftype *cft)
7343 {
7344         struct task_group *tg = css_tg(css);
7345
7346         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7347 }
7348
7349 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7350 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7351
7352 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7353 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7354
7355 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7356
7357 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7358 {
7359         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7360         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7361
7362         if (tg == &root_task_group)
7363                 return -EINVAL;
7364
7365         /*
7366          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7367          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7368          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7369          */
7370         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7371                 return -EINVAL;
7372
7373         /*
7374          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7375          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7376          * feasibility.
7377          */
7378         if (period > max_cfs_quota_period)
7379                 return -EINVAL;
7380
7381         /*
7382          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7383          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7384          */
7385         get_online_cpus();
7386         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7387         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7388         if (ret)
7389                 goto out_unlock;
7390
7391         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7392         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7393         /*
7394          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7395          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7396          */
7397         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7398                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7399         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7400         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7401         cfs_b->quota = quota;
7402
7403         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7404
7405         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7406         if (runtime_enabled)
7407                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7408
7409         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7410
7411         for_each_online_cpu(i) {
7412                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7413                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7414                 struct rq_flags rf;
7415
7416                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7417                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7418                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7419
7420                 if (cfs_rq->throttled)
7421                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7422                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7423         }
7424         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7425                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7426 out_unlock:
7427         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7428         put_online_cpus();
7429
7430         return ret;
7431 }
7432
7433 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7434 {
7435         u64 quota, period;
7436
7437         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7438         if (cfs_quota_us < 0)
7439                 quota = RUNTIME_INF;
7440         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7441                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7442         else
7443                 return -EINVAL;
7444
7445         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7446 }
7447
7448 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7449 {
7450         u64 quota_us;
7451
7452         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7453                 return -1;
7454
7455         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7456         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7457
7458         return quota_us;
7459 }
7460
7461 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7462 {
7463         u64 quota, period;
7464
7465         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7466                 return -EINVAL;
7467
7468         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7469         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7470
7471         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7472 }
7473
7474 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7475 {
7476         u64 cfs_period_us;
7477
7478         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7479         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7480
7481         return cfs_period_us;
7482 }
7483
7484 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7485                                   struct cftype *cft)
7486 {
7487         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7488 }
7489
7490 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7491                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7492 {
7493         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7494 }
7495
7496 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7497                                    struct cftype *cft)
7498 {
7499         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7500 }
7501
7502 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7503                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7504 {
7505         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7506 }
7507
7508 struct cfs_schedulable_data {
7509         struct task_group *tg;
7510         u64 period, quota;
7511 };
7512
7513 /*
7514  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7515  * note: units are usecs
7516  */
7517 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7518                                struct cfs_schedulable_data *d)
7519 {
7520         u64 quota, period;
7521
7522         if (tg == d->tg) {
7523                 period = d->period;
7524                 quota = d->quota;
7525         } else {
7526                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7527                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7528         }
7529
7530         /* note: these should typically be equivalent */
7531         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7532                 return RUNTIME_INF;
7533
7534         return to_ratio(period, quota);
7535 }
7536
7537 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7538 {
7539         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7540         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7541         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7542
7543         if (!tg->parent) {
7544                 quota = RUNTIME_INF;
7545         } else {
7546                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7547
7548                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7549                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7550
7551                 /*
7552                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7553                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7554                  * limit is set:
7555                  */
7556                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7557                         quota = min(quota, parent_quota);
7558                 } else {
7559                         if (quota == RUNTIME_INF)
7560                                 quota = parent_quota;
7561                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7562                                 return -EINVAL;
7563                 }
7564         }
7565         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7566
7567         return 0;
7568 }
7569
7570 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7571 {
7572         int ret;
7573         struct cfs_schedulable_data data = {
7574                 .tg = tg,
7575                 .period = period,
7576                 .quota = quota,
7577         };
7578
7579         if (quota != RUNTIME_INF) {
7580                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7581                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7582         }
7583
7584         rcu_read_lock();
7585         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7586         rcu_read_unlock();
7587
7588         return ret;
7589 }
7590
7591 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7592 {
7593         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7594         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7595
7596         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7597         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7598         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7599
7600         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7601                 u64 ws = 0;
7602                 int i;
7603
7604                 for_each_possible_cpu(i)
7605                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7606
7607                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7608         }
7609
7610         return 0;
7611 }
7612 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7613 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7614
7615 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7616 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7617                                 struct cftype *cft, s64 val)
7618 {
7619         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7620 }
7621
7622 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7623                                struct cftype *cft)
7624 {
7625         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7626 }
7627
7628 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7629                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7630 {
7631         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7632 }
7633
7634 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7635                                    struct cftype *cft)
7636 {
7637         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7638 }
7639 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7640
7641 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7642 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7643         {
7644                 .name = "shares",
7645                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7646                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7647         },
7648 #endif
7649 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7650         {
7651                 .name = "cfs_quota_us",
7652                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7653                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7654         },
7655         {
7656                 .name = "cfs_period_us",
7657                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7658                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7659         },
7660         {
7661                 .name = "stat",
7662                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7663         },
7664 #endif
7665 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7666         {
7667                 .name = "rt_runtime_us",
7668                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7669                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7670         },
7671         {
7672                 .name = "rt_period_us",
7673                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7674                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7675         },
7676 #endif
7677 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7678         {
7679                 .name = "uclamp.min",
7680                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7681                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7682                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7683         },
7684         {
7685                 .name = "uclamp.max",
7686                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7687                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7688                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7689         },
7690 #endif
7691         { }     /* Terminate */
7692 };
7693
7694 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7695                                struct cgroup_subsys_state *css)
7696 {
7697 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7698         {
7699                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7700                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7701                 u64 throttled_usec;
7702
7703                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7704                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7705
7706                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7707                            "nr_throttled %d\n"
7708                            "throttled_usec %llu\n",
7709                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7710                            throttled_usec);
7711         }
7712 #endif
7713         return 0;
7714 }
7715
7716 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7717 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7718                                struct cftype *cft)
7719 {
7720         struct task_group *tg = css_tg(css);
7721         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7722
7723         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7724 }
7725
7726 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7727                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7728 {
7729         /*
7730          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7731          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7732          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7733          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7734          * the original value over the entire range.
7735          */
7736         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7737                 return -ERANGE;
7738
7739         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7740
7741         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7742 }
7743
7744 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7745                                     struct cftype *cft)
7746 {
7747         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7748         int last_delta = INT_MAX;
7749         int prio, delta;
7750
7751         /* find the closest nice value to the current weight */
7752         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7753                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7754                 if (delta >= last_delta)
7755                         break;
7756                 last_delta = delta;
7757         }
7758
7759         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7760 }
7761
7762 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7763                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7764 {
7765         unsigned long weight;
7766         int idx;
7767
7768         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7769                 return -ERANGE;
7770
7771         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7772         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7773         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7774
7775         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7776 }
7777 #endif
7778
7779 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7780                                                   long period, long quota)
7781 {
7782         if (quota < 0)
7783                 seq_puts(sf, "max");
7784         else
7785                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7786
7787         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7788 }
7789
7790 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7791 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7792                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7793 {
7794         char tok[21];   /* U64_MAX */
7795
7796         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7797                 return -EINVAL;
7798
7799         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7800
7801         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7802                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7803         else if (!strcmp(tok, "max"))
7804                 *quotap = RUNTIME_INF;
7805         else
7806                 return -EINVAL;
7807
7808         return 0;
7809 }
7810
7811 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7812 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7813 {
7814         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7815
7816         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7817         return 0;
7818 }
7819
7820 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7821                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7822 {
7823         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7824         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7825         u64 quota;
7826         int ret;
7827
7828         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7829         if (!ret)
7830                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7831         return ret ?: nbytes;
7832 }
7833 #endif
7834
7835 static struct cftype cpu_files[] = {
7836 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7837         {
7838                 .name = "weight",
7839                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7840                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7841                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7842         },
7843         {
7844                 .name = "weight.nice",
7845                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7846                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7847                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7848         },
7849 #endif
7850 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7851         {
7852                 .name = "max",
7853                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7854                 .seq_show = cpu_max_show,
7855                 .write = cpu_max_write,
7856         },
7857 #endif
7858 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7859         {
7860                 .name = "uclamp.min",
7861                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7862                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7863                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7864         },
7865         {
7866                 .name = "uclamp.max",
7867                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7868                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7869                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7870         },
7871 #endif
7872         { }     /* terminate */
7873 };
7874
7875 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7876         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7877         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7878         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7879         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7880         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7881         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7882         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7883         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7884         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
7885         .dfl_cftypes    = cpu_files,
7886         .early_init     = true,
7887         .threaded       = true,
7888 };
7889
7890 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7891
7892 void dump_cpu_task(int cpu)
7893 {
7894         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7895         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7896 }
7897
7898 /*
7899  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7900  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7901  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7902  * that remained on nice 0.
7903  *
7904  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7905  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7906  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7907  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7908  * the relative distance between them is ~25%.)
7909  */
7910 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7911  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7912  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7913  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7914  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7915  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7916  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7917  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7918  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7919 };
7920
7921 /*
7922  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7923  *
7924  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7925  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7926  * into multiplications:
7927  */
7928 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7929  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7930  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7931  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7932  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7933  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7934  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7935  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7936  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7937 };
7938
7939 #undef CREATE_TRACE_POINTS