GNU Linux-libre 5.4.257-gnu1
[releases.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 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
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         ktime_t time = rq->hrtick_time;
258
259         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
260 }
261
262 /*
263  * called from hardirq (IPI) context
264  */
265 static void __hrtick_start(void *arg)
266 {
267         struct rq *rq = arg;
268         struct rq_flags rf;
269
270         rq_lock(rq, &rf);
271         __hrtick_restart(rq);
272         rq->hrtick_csd_pending = 0;
273         rq_unlock(rq, &rf);
274 }
275
276 /*
277  * Called to set the hrtick timer state.
278  *
279  * called with rq->lock held and irqs disabled
280  */
281 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
282 {
283         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
284         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         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
292
293         if (rq == this_rq()) {
294                 __hrtick_restart(rq);
295         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
296                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
297                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
298         }
299 }
300
301 #else
302 /*
303  * Called to set the hrtick timer state.
304  *
305  * called with rq->lock held and irqs disabled
306  */
307 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
308 {
309         /*
310          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
311          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
312          */
313         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
314         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
315                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
316 }
317 #endif /* CONFIG_SMP */
318
319 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
320 {
321 #ifdef CONFIG_SMP
322         rq->hrtick_csd_pending = 0;
323
324         rq->hrtick_csd.flags = 0;
325         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
326         rq->hrtick_csd.info = rq;
327 #endif
328
329         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
330         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
331 }
332 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
333 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
334 {
335 }
336
337 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
338 {
339 }
340 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
341
342 /*
343  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
344  */
345 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
346         ({                                                              \
347                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
348                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
349                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
350                                                                         \
351                 for (;;) {                                              \
352                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
353                         if (_old == _val)                               \
354                                 break;                                  \
355                         _val = _old;                                    \
356                 }                                                       \
357         _old;                                                           \
358 })
359
360 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
361 /*
362  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
363  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
364  * spurious IPIs.
365  */
366 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
367 {
368         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
369         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
370 }
371
372 /*
373  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
374  *
375  * If this returns true, then the idle task promises to call
376  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
377  */
378 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
379 {
380         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
381         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
382
383         for (;;) {
384                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
385                         return false;
386                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
387                         return true;
388                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
389                 if (old == val)
390                         break;
391                 val = old;
392         }
393         return true;
394 }
395
396 #else
397 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
398 {
399         set_tsk_need_resched(p);
400         return true;
401 }
402
403 #ifdef CONFIG_SMP
404 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
405 {
406         return false;
407 }
408 #endif
409 #endif
410
411 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
412 {
413         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
414
415         /*
416          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
417          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
418          * wakeup due to that.
419          *
420          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
421          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
422          */
423         smp_mb__before_atomic();
424         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
425                 return false;
426
427         /*
428          * The head is context local, there can be no concurrency.
429          */
430         *head->lastp = node;
431         head->lastp = &node->next;
432         return true;
433 }
434
435 /**
436  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
437  * @head: the wake_q_head to add @task to
438  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
439  *
440  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
441  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
442  * instantly.
443  *
444  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
445  * must be ready to be woken at this location.
446  */
447 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
448 {
449         if (__wake_q_add(head, task))
450                 get_task_struct(task);
451 }
452
453 /**
454  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
455  * @head: the wake_q_head to add @task to
456  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
457  *
458  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
459  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
460  * instantly.
461  *
462  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
463  * must be ready to be woken at this location.
464  *
465  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
466  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
467  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
468  * queued for wakeup.
469  */
470 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
471 {
472         if (!__wake_q_add(head, task))
473                 put_task_struct(task);
474 }
475
476 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
477 {
478         struct wake_q_node *node = head->first;
479
480         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
481                 struct task_struct *task;
482
483                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
484                 BUG_ON(!task);
485                 /* Task can safely be re-inserted now: */
486                 node = node->next;
487                 task->wake_q.next = NULL;
488
489                 /*
490                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
491                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
492                  */
493                 wake_up_process(task);
494                 put_task_struct(task);
495         }
496 }
497
498 /*
499  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
500  *
501  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
502  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
503  * the target CPU.
504  */
505 void resched_curr(struct rq *rq)
506 {
507         struct task_struct *curr = rq->curr;
508         int cpu;
509
510         lockdep_assert_held(&rq->lock);
511
512         if (test_tsk_need_resched(curr))
513                 return;
514
515         cpu = cpu_of(rq);
516
517         if (cpu == smp_processor_id()) {
518                 set_tsk_need_resched(curr);
519                 set_preempt_need_resched();
520                 return;
521         }
522
523         if (set_nr_and_not_polling(curr))
524                 smp_send_reschedule(cpu);
525         else
526                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
527 }
528
529 void resched_cpu(int cpu)
530 {
531         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
532         unsigned long flags;
533
534         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
535         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
536                 resched_curr(rq);
537         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
538 }
539
540 #ifdef CONFIG_SMP
541 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
542 /*
543  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
544  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
545  *
546  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
547  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
548  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
549  */
550 int get_nohz_timer_target(void)
551 {
552         int i, cpu = smp_processor_id();
553         struct sched_domain *sd;
554
555         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
556                 return cpu;
557
558         rcu_read_lock();
559         for_each_domain(cpu, sd) {
560                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
561                         if (cpu == i)
562                                 continue;
563
564                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
565                                 cpu = i;
566                                 goto unlock;
567                         }
568                 }
569         }
570
571         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
572                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
573 unlock:
574         rcu_read_unlock();
575         return cpu;
576 }
577
578 /*
579  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
580  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
581  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
582  * idle system the next event might even be infinite time into the
583  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
584  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
585  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
586  * wheel for the next timer event.
587  */
588 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
589 {
590         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
591
592         if (cpu == smp_processor_id())
593                 return;
594
595         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
596                 smp_send_reschedule(cpu);
597         else
598                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
599 }
600
601 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
602 {
603         /*
604          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
605          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
606          * If needed we can still optimize that later with an
607          * empty IRQ.
608          */
609         if (cpu_is_offline(cpu))
610                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
611         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
612                 if (cpu != smp_processor_id() ||
613                     tick_nohz_tick_stopped())
614                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
615                 return true;
616         }
617
618         return false;
619 }
620
621 /*
622  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
623  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
624  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
625  */
626 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
627 {
628         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
629                 wake_up_idle_cpu(cpu);
630 }
631
632 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
633 {
634         int cpu = smp_processor_id();
635
636         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
637                 return false;
638
639         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
640                 return true;
641
642         /*
643          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
644          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
645          */
646         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
647         return false;
648 }
649
650 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
651
652 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
653 {
654         return false;
655 }
656
657 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
658
659 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
660 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
661 {
662         int fifo_nr_running;
663
664         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
665         if (rq->dl.dl_nr_running)
666                 return false;
667
668         /*
669          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
670          * actual RR behaviour.
671          */
672         if (rq->rt.rr_nr_running) {
673                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
674                         return true;
675                 else
676                         return false;
677         }
678
679         /*
680          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
681          * forced preemption between FIFO tasks.
682          */
683         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
684         if (fifo_nr_running)
685                 return true;
686
687         /*
688          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
689          * if there's more than one we need the tick for involuntary
690          * preemption.
691          */
692         if (rq->nr_running > 1)
693                 return false;
694
695         return true;
696 }
697 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
698 #endif /* CONFIG_SMP */
699
700 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
701                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
702 /*
703  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
704  * node and @up when leaving it for the final time.
705  *
706  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
707  */
708 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
709                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
710 {
711         struct task_group *parent, *child;
712         int ret;
713
714         parent = from;
715
716 down:
717         ret = (*down)(parent, data);
718         if (ret)
719                 goto out;
720         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
721                 parent = child;
722                 goto down;
723
724 up:
725                 continue;
726         }
727         ret = (*up)(parent, data);
728         if (ret || parent == from)
729                 goto out;
730
731         child = parent;
732         parent = parent->parent;
733         if (parent)
734                 goto up;
735 out:
736         return ret;
737 }
738
739 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
740 {
741         return 0;
742 }
743 #endif
744
745 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
746 {
747         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
748         struct load_weight *load = &p->se.load;
749
750         /*
751          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
752          */
753         if (task_has_idle_policy(p)) {
754                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
755                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
756                 p->se.runnable_weight = load->weight;
757                 return;
758         }
759
760         /*
761          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
762          * weight
763          */
764         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
765                 reweight_task(p, prio);
766         } else {
767                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
768                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
769                 p->se.runnable_weight = load->weight;
770         }
771 }
772
773 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
774 /*
775  * Serializes updates of utilization clamp values
776  *
777  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
778  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
779  * support enqueue/dequeue operations.
780  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
781  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
782  * updates or API abuses.
783  */
784 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
785
786 /* Max allowed minimum utilization */
787 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
788
789 /* Max allowed maximum utilization */
790 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
791
792 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
793 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
794
795 /*
796  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
797  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
798  * enqueue/dequeue_task().
799  *
800  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
801  * minimum uclamp overhead in the fast path.
802  *
803  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
804  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
805  * functionality.
806  *
807  * The knobs that would enable this static key are:
808  *
809  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
810  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
811  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
812  */
813 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
814
815 /* Integer rounded range for each bucket */
816 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
817
818 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
819         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
820
821 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
822 {
823         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
824 }
825
826 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
827 {
828         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
829 }
830
831 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
832 {
833         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
834                 return 0;
835         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
836 }
837
838 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
839                                  unsigned int value, bool user_defined)
840 {
841         uc_se->value = value;
842         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
843         uc_se->user_defined = user_defined;
844 }
845
846 static inline unsigned int
847 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
848                   unsigned int clamp_value)
849 {
850         /*
851          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
852          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
853          * max-clamp.
854          */
855         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
856                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
857                 return clamp_value;
858         }
859
860         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
861 }
862
863 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
864                                      unsigned int clamp_value)
865 {
866         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
867         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
868                 return;
869
870         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
871 }
872
873 static inline
874 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
875                                    unsigned int clamp_value)
876 {
877         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
878         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
879
880         /*
881          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
882          * top most bucket with tasks in.
883          */
884         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
885                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
886                         continue;
887                 return bucket[bucket_id].value;
888         }
889
890         /* No tasks -- default clamp values */
891         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
892 }
893
894 static inline struct uclamp_se
895 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
896 {
897         /* Copy by value as we could modify it */
898         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
899 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
900         unsigned int tg_min, tg_max, value;
901
902         /*
903          * Tasks in autogroups or root task group will be
904          * restricted by system defaults.
905          */
906         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
907                 return uc_req;
908         if (task_group(p) == &root_task_group)
909                 return uc_req;
910
911         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
912         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
913         value = uc_req.value;
914         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
915         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
916 #endif
917
918         return uc_req;
919 }
920
921 /*
922  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
923  * priority:
924  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
925  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
926  *   group or in an autogroup
927  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
928  */
929 static inline struct uclamp_se
930 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
931 {
932         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
933         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
934
935         /* System default restrictions always apply */
936         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
937                 return uc_max;
938
939         return uc_req;
940 }
941
942 unsigned int uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
943 {
944         struct uclamp_se uc_eff;
945
946         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
947         if (p->uclamp[clamp_id].active)
948                 return p->uclamp[clamp_id].value;
949
950         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
951
952         return uc_eff.value;
953 }
954
955 /*
956  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
957  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
958  * updates the rq's clamp value if required.
959  *
960  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
961  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
962  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
963  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
964  */
965 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
966                                     enum uclamp_id clamp_id)
967 {
968         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
969         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
970         struct uclamp_bucket *bucket;
971
972         lockdep_assert_held(&rq->lock);
973
974         /* Update task effective clamp */
975         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
976
977         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
978         bucket->tasks++;
979         uc_se->active = true;
980
981         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
982
983         /*
984          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
985          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
986          */
987         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
988                 bucket->value = uc_se->value;
989
990         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
991                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
992 }
993
994 /*
995  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
996  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
997  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
998  *
999  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1000  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1001  * enforce the expected state and warn.
1002  */
1003 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1004                                     enum uclamp_id clamp_id)
1005 {
1006         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1007         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1008         struct uclamp_bucket *bucket;
1009         unsigned int bkt_clamp;
1010         unsigned int rq_clamp;
1011
1012         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1013
1014         /*
1015          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1016          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1017          *
1018          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1019          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1020          * here.
1021          *
1022          * Need to be careful of the following enqeueue/dequeue ordering
1023          * problem too
1024          *
1025          *      enqueue(taskA)
1026          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1027          *      enqueue(taskB)
1028          *      dequeue(taskA)
1029          *      // Must not decrement bukcet->tasks here
1030          *      dequeue(taskB)
1031          *
1032          * where we could end up with stale data in uc_se and
1033          * bucket[uc_se->bucket_id].
1034          *
1035          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1036          */
1037         if (unlikely(!uc_se->active))
1038                 return;
1039
1040         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1041
1042         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1043         if (likely(bucket->tasks))
1044                 bucket->tasks--;
1045
1046         uc_se->active = false;
1047
1048         /*
1049          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1050          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1051          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1052          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1053          */
1054         if (likely(bucket->tasks))
1055                 return;
1056
1057         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1058         /*
1059          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1060          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1061          */
1062         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1063         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1064                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1065                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1066         }
1067 }
1068
1069 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1070 {
1071         enum uclamp_id clamp_id;
1072
1073         /*
1074          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1075          *
1076          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1077          * sched_uclamp_used is disabled.
1078          */
1079         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1080                 return;
1081
1082         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1083                 return;
1084
1085         for_each_clamp_id(clamp_id)
1086                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1087
1088         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1089         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1090                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1091 }
1092
1093 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1094 {
1095         enum uclamp_id clamp_id;
1096
1097         /*
1098          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1099          *
1100          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1101          * sched_uclamp_used is disabled.
1102          */
1103         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1104                 return;
1105
1106         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1107                 return;
1108
1109         for_each_clamp_id(clamp_id)
1110                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1111 }
1112
1113 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1114                                       enum uclamp_id clamp_id)
1115 {
1116         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1117                 return;
1118
1119         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1120         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1121
1122         /*
1123          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1124          * active tasks on rq.
1125          */
1126         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1127                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1128 }
1129
1130 static inline void
1131 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1132 {
1133         enum uclamp_id clamp_id;
1134         struct rq_flags rf;
1135         struct rq *rq;
1136
1137         /*
1138          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1139          *
1140          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1141          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1142          * enqueues, dequeues and migration operations.
1143          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1144          */
1145         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1146
1147         /*
1148          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1149          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1150          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1151          * it will already see the updated clamp bucket value.
1152          */
1153         for_each_clamp_id(clamp_id)
1154                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1155
1156         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1157 }
1158
1159 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1160 static inline void
1161 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1162 {
1163         struct css_task_iter it;
1164         struct task_struct *p;
1165
1166         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1167         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1168                 uclamp_update_active(p);
1169         css_task_iter_end(&it);
1170 }
1171
1172 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1173 static void uclamp_update_root_tg(void)
1174 {
1175         struct task_group *tg = &root_task_group;
1176
1177         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1178                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1179         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1180                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1181
1182         rcu_read_lock();
1183         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1184         rcu_read_unlock();
1185 }
1186 #else
1187 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1188 #endif
1189
1190 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1191                                 void __user *buffer, size_t *lenp,
1192                                 loff_t *ppos)
1193 {
1194         bool update_root_tg = false;
1195         int old_min, old_max;
1196         int result;
1197
1198         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1199         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1200         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1201
1202         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1203         if (result)
1204                 goto undo;
1205         if (!write)
1206                 goto done;
1207
1208         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1209             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1210                 result = -EINVAL;
1211                 goto undo;
1212         }
1213
1214         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1215                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1216                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1217                 update_root_tg = true;
1218         }
1219         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1220                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1221                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1222                 update_root_tg = true;
1223         }
1224
1225         if (update_root_tg) {
1226                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1227                 uclamp_update_root_tg();
1228         }
1229
1230         /*
1231          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1232          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1233          * task enqueue time.
1234          */
1235
1236         goto done;
1237
1238 undo:
1239         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1240         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1241 done:
1242         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1243
1244         return result;
1245 }
1246
1247 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1248                            const struct sched_attr *attr)
1249 {
1250         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1251         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1252
1253         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1254                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1255         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1256                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1257
1258         if (lower_bound > upper_bound)
1259                 return -EINVAL;
1260         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1261                 return -EINVAL;
1262
1263         /*
1264          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1265          *
1266          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1267          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1268          * scheduler locks.
1269          */
1270         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1271
1272         return 0;
1273 }
1274
1275 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1276                                   const struct sched_attr *attr)
1277 {
1278         enum uclamp_id clamp_id;
1279
1280         /*
1281          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1282          * without a task-specific value.
1283          */
1284         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1285                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1286                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1287
1288                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1289                 if (uc_se->user_defined)
1290                         continue;
1291
1292                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1293                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1294                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1295
1296                 uclamp_se_set(uc_se, clamp_value, false);
1297         }
1298
1299         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1300                 return;
1301
1302         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1303                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1304                               attr->sched_util_min, true);
1305         }
1306
1307         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1308                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1309                               attr->sched_util_max, true);
1310         }
1311 }
1312
1313 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1314 {
1315         enum uclamp_id clamp_id;
1316
1317         for_each_clamp_id(clamp_id)
1318                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1319
1320         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1321                 return;
1322
1323         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1324                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1325                               uclamp_none(clamp_id), false);
1326         }
1327 }
1328
1329 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1330 {
1331         enum uclamp_id clamp_id;
1332         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1333
1334         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1335                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1336                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1337                 };
1338         }
1339
1340         rq->uclamp_flags = UCLAMP_FLAG_IDLE;
1341 }
1342
1343 static void __init init_uclamp(void)
1344 {
1345         struct uclamp_se uc_max = {};
1346         enum uclamp_id clamp_id;
1347         int cpu;
1348
1349         mutex_init(&uclamp_mutex);
1350
1351         for_each_possible_cpu(cpu)
1352                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1353
1354         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1355                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1356                               uclamp_none(clamp_id), false);
1357         }
1358
1359         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1360         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1361         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1362                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1363 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1364                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1365                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1366 #endif
1367         }
1368 }
1369
1370 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1371 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1372 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1373 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1374                                   const struct sched_attr *attr)
1375 {
1376         return -EOPNOTSUPP;
1377 }
1378 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1379                                   const struct sched_attr *attr) { }
1380 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1381 static inline void init_uclamp(void) { }
1382 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1383
1384 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1385 {
1386         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1387                 update_rq_clock(rq);
1388
1389         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1390                 sched_info_queued(rq, p);
1391                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1392         }
1393
1394         uclamp_rq_inc(rq, p);
1395         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1396 }
1397
1398 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1399 {
1400         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1401                 update_rq_clock(rq);
1402
1403         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1404                 sched_info_dequeued(rq, p);
1405                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1406         }
1407
1408         uclamp_rq_dec(rq, p);
1409         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1410 }
1411
1412 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1413 {
1414         if (task_on_rq_migrating(p))
1415                 flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1416
1417         if (task_contributes_to_load(p))
1418                 rq->nr_uninterruptible--;
1419
1420         enqueue_task(rq, p, flags);
1421
1422         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1423 }
1424
1425 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1426 {
1427         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1428
1429         if (task_contributes_to_load(p))
1430                 rq->nr_uninterruptible++;
1431
1432         dequeue_task(rq, p, flags);
1433 }
1434
1435 /*
1436  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1437  */
1438 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1439 {
1440         return p->static_prio;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1445  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1446  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1447  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1448  * estimator recalculates.
1449  */
1450 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1451 {
1452         int prio;
1453
1454         if (task_has_dl_policy(p))
1455                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1456         else if (task_has_rt_policy(p))
1457                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1458         else
1459                 prio = __normal_prio(p);
1460         return prio;
1461 }
1462
1463 /*
1464  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1465  * taken into account by the scheduler. This value might
1466  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1467  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1468  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1469  */
1470 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1471 {
1472         p->normal_prio = normal_prio(p);
1473         /*
1474          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1475          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1476          * to the normal priority:
1477          */
1478         if (!rt_prio(p->prio))
1479                 return p->normal_prio;
1480         return p->prio;
1481 }
1482
1483 /**
1484  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1485  * @p: the task in question.
1486  *
1487  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1488  */
1489 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1490 {
1491         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1492 }
1493
1494 /*
1495  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1496  * use the balance_callback list if you want balancing.
1497  *
1498  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1499  * balance_callback().
1500  */
1501 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1502                                        const struct sched_class *prev_class,
1503                                        int oldprio)
1504 {
1505         if (prev_class != p->sched_class) {
1506                 if (prev_class->switched_from)
1507                         prev_class->switched_from(rq, p);
1508
1509                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1510         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1511                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1512 }
1513
1514 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1515 {
1516         const struct sched_class *class;
1517
1518         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1519                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1520         } else {
1521                 for_each_class(class) {
1522                         if (class == rq->curr->sched_class)
1523                                 break;
1524                         if (class == p->sched_class) {
1525                                 resched_curr(rq);
1526                                 break;
1527                         }
1528                 }
1529         }
1530
1531         /*
1532          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1533          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1534          */
1535         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1536                 rq_clock_skip_update(rq);
1537 }
1538
1539 #ifdef CONFIG_SMP
1540
1541 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
1542 {
1543         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
1544                 return false;
1545
1546         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
1547                 return false;
1548
1549         return true;
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1554  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1555  */
1556 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1557 {
1558         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1559                 return false;
1560
1561         if (is_per_cpu_kthread(p))
1562                 return cpu_online(cpu);
1563
1564         return cpu_active(cpu);
1565 }
1566
1567 /*
1568  * This is how migration works:
1569  *
1570  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1571  *    stop_one_cpu().
1572  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1573  *    off the CPU)
1574  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1575  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1576  *    it and puts it into the right queue.
1577  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1578  *    is done.
1579  */
1580
1581 /*
1582  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1583  *
1584  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1585  */
1586 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1587                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1588 {
1589         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1590
1591         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1592         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1593         set_task_cpu(p, new_cpu);
1594         rq_unlock(rq, rf);
1595
1596         rq = cpu_rq(new_cpu);
1597
1598         rq_lock(rq, rf);
1599         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1600         enqueue_task(rq, p, 0);
1601         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1602         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1603
1604         return rq;
1605 }
1606
1607 struct migration_arg {
1608         struct task_struct *task;
1609         int dest_cpu;
1610 };
1611
1612 /*
1613  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1614  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1615  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1616  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1617  *
1618  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1619  * as the task is no longer on this CPU.
1620  */
1621 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1622                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1623 {
1624         /* Affinity changed (again). */
1625         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1626                 return rq;
1627
1628         update_rq_clock(rq);
1629         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1630
1631         return rq;
1632 }
1633
1634 /*
1635  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1636  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1637  * 'pushing' onto another runqueue.
1638  */
1639 static int migration_cpu_stop(void *data)
1640 {
1641         struct migration_arg *arg = data;
1642         struct task_struct *p = arg->task;
1643         struct rq *rq = this_rq();
1644         struct rq_flags rf;
1645
1646         /*
1647          * The original target CPU might have gone down and we might
1648          * be on another CPU but it doesn't matter.
1649          */
1650         local_irq_disable();
1651         /*
1652          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1653          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1654          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1655          */
1656         sched_ttwu_pending();
1657
1658         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1659         rq_lock(rq, &rf);
1660         /*
1661          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1662          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1663          * we're holding p->pi_lock.
1664          */
1665         if (task_rq(p) == rq) {
1666                 if (task_on_rq_queued(p))
1667                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1668                 else
1669                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1670         }
1671         rq_unlock(rq, &rf);
1672         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1673
1674         local_irq_enable();
1675         return 0;
1676 }
1677
1678 /*
1679  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1680  * actually call this function.
1681  */
1682 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1683 {
1684         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1685         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1686 }
1687
1688 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1689 {
1690         struct rq *rq = task_rq(p);
1691         bool queued, running;
1692
1693         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1694
1695         queued = task_on_rq_queued(p);
1696         running = task_current(rq, p);
1697
1698         if (queued) {
1699                 /*
1700                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1701                  * holding rq->lock.
1702                  */
1703                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1704                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1705         }
1706         if (running)
1707                 put_prev_task(rq, p);
1708
1709         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1710
1711         if (queued)
1712                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1713         if (running)
1714                 set_next_task(rq, p);
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1719  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1720  * is removed from the allowed bitmask.
1721  *
1722  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1723  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1724  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1725  */
1726 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1727                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1728 {
1729         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1730         unsigned int dest_cpu;
1731         struct rq_flags rf;
1732         struct rq *rq;
1733         int ret = 0;
1734
1735         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1736         update_rq_clock(rq);
1737
1738         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1739                 /*
1740                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1741                  */
1742                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1743         }
1744
1745         /*
1746          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1747          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1748          */
1749         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1750                 ret = -EINVAL;
1751                 goto out;
1752         }
1753
1754         if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
1755                 goto out;
1756
1757         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1758         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1759                 ret = -EINVAL;
1760                 goto out;
1761         }
1762
1763         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1764
1765         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1766                 /*
1767                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1768                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1769                  */
1770                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1771                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1772                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1773         }
1774
1775         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1776         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1777                 goto out;
1778
1779         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1780                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1781                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1782                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1783                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1784                 return 0;
1785         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1786                 /*
1787                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1788                  * afterwards anyway.
1789                  */
1790                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1791         }
1792 out:
1793         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1794
1795         return ret;
1796 }
1797
1798 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1799 {
1800         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1801 }
1802 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1803
1804 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1805 {
1806 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1807         /*
1808          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1809          * ttwu() will sort out the placement.
1810          */
1811         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1812                         !p->on_rq);
1813
1814         /*
1815          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1816          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1817          * time relying on p->on_rq.
1818          */
1819         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1820                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1821                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1822
1823 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1824         /*
1825          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1826          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1827          *
1828          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1829          * see task_group().
1830          *
1831          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1832          * task_rq_lock().
1833          */
1834         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1835                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1836 #endif
1837         /*
1838          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1839          */
1840         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1841 #endif
1842
1843         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1844
1845         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1846                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1847                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1848                 p->se.nr_migrations++;
1849                 rseq_migrate(p);
1850                 perf_event_task_migrate(p);
1851         }
1852
1853         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1854 }
1855
1856 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1857 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1858 {
1859         if (task_on_rq_queued(p)) {
1860                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1861                 struct rq_flags srf, drf;
1862
1863                 src_rq = task_rq(p);
1864                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1865
1866                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1867                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1868
1869                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1870                 set_task_cpu(p, cpu);
1871                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1872                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1873
1874                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1875                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1876
1877         } else {
1878                 /*
1879                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1880                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1881                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1882                  */
1883                 p->wake_cpu = cpu;
1884         }
1885 }
1886
1887 struct migration_swap_arg {
1888         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1889         int src_cpu, dst_cpu;
1890 };
1891
1892 static int migrate_swap_stop(void *data)
1893 {
1894         struct migration_swap_arg *arg = data;
1895         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1896         int ret = -EAGAIN;
1897
1898         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1899                 return -EAGAIN;
1900
1901         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1902         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1903
1904         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1905                         &arg->dst_task->pi_lock);
1906         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1907
1908         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1909                 goto unlock;
1910
1911         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1912                 goto unlock;
1913
1914         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1915                 goto unlock;
1916
1917         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1918                 goto unlock;
1919
1920         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1921         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1922
1923         ret = 0;
1924
1925 unlock:
1926         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1927         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1928         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1929
1930         return ret;
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Cross migrate two tasks
1935  */
1936 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1937                 int target_cpu, int curr_cpu)
1938 {
1939         struct migration_swap_arg arg;
1940         int ret = -EINVAL;
1941
1942         arg = (struct migration_swap_arg){
1943                 .src_task = cur,
1944                 .src_cpu = curr_cpu,
1945                 .dst_task = p,
1946                 .dst_cpu = target_cpu,
1947         };
1948
1949         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1950                 goto out;
1951
1952         /*
1953          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1954          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1955          */
1956         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1957                 goto out;
1958
1959         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1960                 goto out;
1961
1962         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1963                 goto out;
1964
1965         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1966         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1967
1968 out:
1969         return ret;
1970 }
1971 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1972
1973 /*
1974  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1975  *
1976  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1977  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1978  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1979  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1980  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1981  * @p has remained unscheduled the whole time.
1982  *
1983  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1984  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1985  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1986  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1987  * waiting to become inactive.
1988  */
1989 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1990 {
1991         int running, queued;
1992         struct rq_flags rf;
1993         unsigned long ncsw;
1994         struct rq *rq;
1995
1996         for (;;) {
1997                 /*
1998                  * We do the initial early heuristics without holding
1999                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2000                  * the runqueue lock when things look like they will
2001                  * work out!
2002                  */
2003                 rq = task_rq(p);
2004
2005                 /*
2006                  * If the task is actively running on another CPU
2007                  * still, just relax and busy-wait without holding
2008                  * any locks.
2009                  *
2010                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2011                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2012                  * But we don't care, since "task_running()" will
2013                  * return false if the runqueue has changed and p
2014                  * is actually now running somewhere else!
2015                  */
2016                 while (task_running(rq, p)) {
2017                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2018                                 return 0;
2019                         cpu_relax();
2020                 }
2021
2022                 /*
2023                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2024                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2025                  * just go back and repeat.
2026                  */
2027                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
2028                 trace_sched_wait_task(p);
2029                 running = task_running(rq, p);
2030                 queued = task_on_rq_queued(p);
2031                 ncsw = 0;
2032                 if (!match_state || p->state == match_state)
2033                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2034                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2035
2036                 /*
2037                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2038                  */
2039                 if (unlikely(!ncsw))
2040                         break;
2041
2042                 /*
2043                  * Was it really running after all now that we
2044                  * checked with the proper locks actually held?
2045                  *
2046                  * Oops. Go back and try again..
2047                  */
2048                 if (unlikely(running)) {
2049                         cpu_relax();
2050                         continue;
2051                 }
2052
2053                 /*
2054                  * It's not enough that it's not actively running,
2055                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2056                  * preempted!
2057                  *
2058                  * So if it was still runnable (but just not actively
2059                  * running right now), it's preempted, and we should
2060                  * yield - it could be a while.
2061                  */
2062                 if (unlikely(queued)) {
2063                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
2064
2065                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2066                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2067                         continue;
2068                 }
2069
2070                 /*
2071                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2072                  * runnable, which means that it will never become
2073                  * running in the future either. We're all done!
2074                  */
2075                 break;
2076         }
2077
2078         return ncsw;
2079 }
2080
2081 /***
2082  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2083  * @p: the to-be-kicked thread
2084  *
2085  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2086  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2087  *
2088  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2089  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2090  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2091  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2092  * achieved as well.
2093  */
2094 void kick_process(struct task_struct *p)
2095 {
2096         int cpu;
2097
2098         preempt_disable();
2099         cpu = task_cpu(p);
2100         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2101                 smp_send_reschedule(cpu);
2102         preempt_enable();
2103 }
2104 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2105
2106 /*
2107  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2108  *
2109  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2110  *
2111  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2112  *
2113  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2114  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2115  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2116  *    see it.
2117  *
2118  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2119  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2120  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2121  *    off.
2122  *
2123  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2124  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2125  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2126  * to satisfy the above rules.
2127  */
2128 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2129 {
2130         int nid = cpu_to_node(cpu);
2131         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2132         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2133         int dest_cpu;
2134
2135         /*
2136          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2137          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2138          * select the CPU on the other node.
2139          */
2140         if (nid != -1) {
2141                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2142
2143                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2144                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2145                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2146                                 continue;
2147                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2148                                 return dest_cpu;
2149                 }
2150         }
2151
2152         for (;;) {
2153                 /* Any allowed, online CPU? */
2154                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2155                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2156                                 continue;
2157
2158                         goto out;
2159                 }
2160
2161                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2162                 switch (state) {
2163                 case cpuset:
2164                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2165                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2166                                 state = possible;
2167                                 break;
2168                         }
2169                         /* Fall-through */
2170                 case possible:
2171                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2172                         state = fail;
2173                         break;
2174
2175                 case fail:
2176                         BUG();
2177                         break;
2178                 }
2179         }
2180
2181 out:
2182         if (state != cpuset) {
2183                 /*
2184                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2185                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2186                  * leave kernel.
2187                  */
2188                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2189                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2190                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2191                 }
2192         }
2193
2194         return dest_cpu;
2195 }
2196
2197 /*
2198  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2199  */
2200 static inline
2201 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2202 {
2203         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2204
2205         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2206                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2207         else
2208                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2209
2210         /*
2211          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2212          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2213          * CPU.
2214          *
2215          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2216          *
2217          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2218          *   not worry about this generic constraint ]
2219          */
2220         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2221                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2222
2223         return cpu;
2224 }
2225
2226 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2227 {
2228         s64 diff = sample - *avg;
2229         *avg += diff >> 3;
2230 }
2231
2232 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2233 {
2234         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2235         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2236
2237         if (stop) {
2238                 /*
2239                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2240                  * userspace knows about and won't get confused about.
2241                  *
2242                  * Also, it will make PI more or less work without too
2243                  * much confusion -- but then, stop work should not
2244                  * rely on PI working anyway.
2245                  */
2246                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2247
2248                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2249         }
2250
2251         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2252
2253         if (old_stop) {
2254                 /*
2255                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2256                  * it can die in pieces.
2257                  */
2258                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2259         }
2260 }
2261
2262 #else
2263
2264 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2265                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2266 {
2267         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2268 }
2269
2270 #endif /* CONFIG_SMP */
2271
2272 static void
2273 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2274 {
2275         struct rq *rq;
2276
2277         if (!schedstat_enabled())
2278                 return;
2279
2280         rq = this_rq();
2281
2282 #ifdef CONFIG_SMP
2283         if (cpu == rq->cpu) {
2284                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2285                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2286         } else {
2287                 struct sched_domain *sd;
2288
2289                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2290                 rcu_read_lock();
2291                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2292                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2293                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2294                                 break;
2295                         }
2296                 }
2297                 rcu_read_unlock();
2298         }
2299
2300         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2301                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2302 #endif /* CONFIG_SMP */
2303
2304         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2305         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2306
2307         if (wake_flags & WF_SYNC)
2308                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2309 }
2310
2311 /*
2312  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2313  */
2314 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2315                            struct rq_flags *rf)
2316 {
2317         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2318         p->state = TASK_RUNNING;
2319         trace_sched_wakeup(p);
2320
2321 #ifdef CONFIG_SMP
2322         if (p->sched_class->task_woken) {
2323                 /*
2324                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2325                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2326                  */
2327                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2328                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2329                 rq_repin_lock(rq, rf);
2330         }
2331
2332         if (rq->idle_stamp) {
2333                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2334                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2335
2336                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2337
2338                 if (rq->avg_idle > max)
2339                         rq->avg_idle = max;
2340
2341                 rq->idle_stamp = 0;
2342         }
2343 #endif
2344 }
2345
2346 static void
2347 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2348                  struct rq_flags *rf)
2349 {
2350         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2351
2352         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2353
2354 #ifdef CONFIG_SMP
2355         if (p->sched_contributes_to_load)
2356                 rq->nr_uninterruptible--;
2357
2358         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2359                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2360 #endif
2361
2362         activate_task(rq, p, en_flags);
2363         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2364 }
2365
2366 /*
2367  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2368  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2369  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2370  * the task is still ->on_rq.
2371  */
2372 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2373 {
2374         struct rq_flags rf;
2375         struct rq *rq;
2376         int ret = 0;
2377
2378         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2379         if (task_on_rq_queued(p)) {
2380                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2381                 update_rq_clock(rq);
2382                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2383                 ret = 1;
2384         }
2385         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2386
2387         return ret;
2388 }
2389
2390 #ifdef CONFIG_SMP
2391 void sched_ttwu_pending(void)
2392 {
2393         struct rq *rq = this_rq();
2394         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2395         struct task_struct *p, *t;
2396         struct rq_flags rf;
2397
2398         if (!llist)
2399                 return;
2400
2401         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2402         update_rq_clock(rq);
2403
2404         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2405                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2406
2407         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2408 }
2409
2410 void scheduler_ipi(void)
2411 {
2412         /*
2413          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
2414          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
2415          * this IPI.
2416          */
2417         preempt_fold_need_resched();
2418
2419         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2420                 return;
2421
2422         /*
2423          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2424          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2425          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2426          * we do call them.
2427          *
2428          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2429          * properly.
2430          *
2431          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2432          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2433          * somewhat pessimize the simple resched case.
2434          */
2435         irq_enter();
2436         sched_ttwu_pending();
2437
2438         /*
2439          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2440          */
2441         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
2442                 this_rq()->idle_balance = 1;
2443                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2444         }
2445         irq_exit();
2446 }
2447
2448 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2449 {
2450         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2451
2452         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2453
2454         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
2455                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2456                         smp_send_reschedule(cpu);
2457                 else
2458                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2459         }
2460 }
2461
2462 void wake_up_if_idle(int cpu)
2463 {
2464         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2465         struct rq_flags rf;
2466
2467         rcu_read_lock();
2468
2469         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2470                 goto out;
2471
2472         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2473                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2474         } else {
2475                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2476                 if (is_idle_task(rq->curr))
2477                         smp_send_reschedule(cpu);
2478                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2479                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2480         }
2481
2482 out:
2483         rcu_read_unlock();
2484 }
2485
2486 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2487 {
2488         if (this_cpu == that_cpu)
2489                 return true;
2490
2491         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2492 }
2493 #endif /* CONFIG_SMP */
2494
2495 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2496 {
2497         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2498         struct rq_flags rf;
2499
2500 #if defined(CONFIG_SMP)
2501         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2502                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2503                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
2504                 return;
2505         }
2506 #endif
2507
2508         rq_lock(rq, &rf);
2509         update_rq_clock(rq);
2510         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2511         rq_unlock(rq, &rf);
2512 }
2513
2514 /*
2515  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2516  *
2517  *  MIGRATION
2518  *
2519  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2520  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2521  * execution on its new CPU [c1].
2522  *
2523  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2524  *
2525  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2526  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2527  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2528  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2529  *
2530  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2531  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2532  *
2533  * Example:
2534  *
2535  *   CPU0            CPU1            CPU2
2536  *
2537  *   LOCK rq(0)->lock
2538  *   sched-out X
2539  *   sched-in Y
2540  *   UNLOCK rq(0)->lock
2541  *
2542  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2543  *                                   dequeue X
2544  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2545  *
2546  *                                   LOCK rq(1)->lock
2547  *                                   enqueue X
2548  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2549  *
2550  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2551  *                   sched-out Z
2552  *                   sched-in X
2553  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2554  *
2555  *
2556  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2557  *
2558  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2559  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2560  * chain to provide order. Instead we do:
2561  *
2562  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2563  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2564  *
2565  * Example:
2566  *
2567  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2568  *
2569  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2570  *   dequeue X
2571  *   sched-out X
2572  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2573  *
2574  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2575  *                    X->state = WAKING
2576  *                    set_task_cpu(X,2)
2577  *
2578  *                    LOCK rq(2)->lock
2579  *                    enqueue X
2580  *                    X->state = RUNNING
2581  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2582  *
2583  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2584  *                                          sched-out Z
2585  *                                          sched-in X
2586  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2587  *
2588  *                    UNLOCK X->pi_lock
2589  *   UNLOCK rq(0)->lock
2590  *
2591  *
2592  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2593  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2594  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2595  */
2596
2597 /**
2598  * try_to_wake_up - wake up a thread
2599  * @p: the thread to be awakened
2600  * @state: the mask of task states that can be woken
2601  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2602  *
2603  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2604  *
2605  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2606  *
2607  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2608  * set_current_state().
2609  *
2610  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2611  * state; see set_current_state().
2612  *
2613  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2614  *         %false otherwise.
2615  */
2616 static int
2617 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2618 {
2619         unsigned long flags;
2620         int cpu, success = 0;
2621
2622         preempt_disable();
2623         if (p == current) {
2624                 /*
2625                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2626                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2627                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2628                  * without taking any locks.
2629                  *
2630                  * In particular:
2631                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2632                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2633                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2634                  */
2635                 if (!(p->state & state))
2636                         goto out;
2637
2638                 success = 1;
2639                 cpu = task_cpu(p);
2640                 trace_sched_waking(p);
2641                 p->state = TASK_RUNNING;
2642                 trace_sched_wakeup(p);
2643                 goto out;
2644         }
2645
2646         /*
2647          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2648          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2649          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2650          * set_current_state() the waiting thread does.
2651          */
2652         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2653         smp_mb__after_spinlock();
2654         if (!(p->state & state))
2655                 goto unlock;
2656
2657         trace_sched_waking(p);
2658
2659         /* We're going to change ->state: */
2660         success = 1;
2661         cpu = task_cpu(p);
2662
2663         /*
2664          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2665          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2666          * in smp_cond_load_acquire() below.
2667          *
2668          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2669          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2670          *   UNLOCK rq->lock
2671          *
2672          * __schedule() (switch to task 'p')
2673          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2674          *   smp_mb__after_spinlock();
2675          *   UNLOCK rq->lock
2676          *
2677          * [task p]
2678          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2679          *
2680          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2681          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2682          */
2683         smp_rmb();
2684         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2685                 goto unlock;
2686
2687 #ifdef CONFIG_SMP
2688         /*
2689          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2690          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2691          *
2692          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2693          * from the runqueue.
2694          *
2695          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2696          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2697          *   UNLOCK rq->lock
2698          *
2699          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2700          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2701          *   smp_mb__after_spinlock();
2702          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2703          *
2704          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2705          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2706          */
2707         smp_rmb();
2708
2709         /*
2710          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2711          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2712          *
2713          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2714          *
2715          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2716          * their previous state and preserve Program Order.
2717          */
2718         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2719
2720         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2721         p->state = TASK_WAKING;
2722
2723         if (p->in_iowait) {
2724                 delayacct_blkio_end(p);
2725                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2726         }
2727
2728         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2729         if (task_cpu(p) != cpu) {
2730                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2731                 psi_ttwu_dequeue(p);
2732                 set_task_cpu(p, cpu);
2733         }
2734
2735 #else /* CONFIG_SMP */
2736
2737         if (p->in_iowait) {
2738                 delayacct_blkio_end(p);
2739                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2740         }
2741
2742 #endif /* CONFIG_SMP */
2743
2744         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2745 unlock:
2746         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2747 out:
2748         if (success)
2749                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2750         preempt_enable();
2751
2752         return success;
2753 }
2754
2755 /**
2756  * wake_up_process - Wake up a specific process
2757  * @p: The process to be woken up.
2758  *
2759  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2760  * processes.
2761  *
2762  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2763  *
2764  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2765  */
2766 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2767 {
2768         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2769 }
2770 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2771
2772 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2773 {
2774         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2775 }
2776
2777 /*
2778  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2779  * p is forked by current.
2780  *
2781  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2782  */
2783 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2784 {
2785         p->on_rq                        = 0;
2786
2787         p->se.on_rq                     = 0;
2788         p->se.exec_start                = 0;
2789         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2790         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2791         p->se.nr_migrations             = 0;
2792         p->se.vruntime                  = 0;
2793         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2794
2795 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2796         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2797 #endif
2798
2799 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2800         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2801         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2802 #endif
2803
2804         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2805         init_dl_task_timer(&p->dl);
2806         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2807         __dl_clear_params(p);
2808
2809         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2810         p->rt.timeout           = 0;
2811         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2812         p->rt.on_rq             = 0;
2813         p->rt.on_list           = 0;
2814
2815 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2816         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2817 #endif
2818
2819 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2820         p->capture_control = NULL;
2821 #endif
2822         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2823 }
2824
2825 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2826
2827 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2828
2829 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2830 {
2831         if (enabled)
2832                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2833         else
2834                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2835 }
2836
2837 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2838 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2839                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2840 {
2841         struct ctl_table t;
2842         int err;
2843         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2844
2845         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2846                 return -EPERM;
2847
2848         t = *table;
2849         t.data = &state;
2850         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2851         if (err < 0)
2852                 return err;
2853         if (write)
2854                 set_numabalancing_state(state);
2855         return err;
2856 }
2857 #endif
2858 #endif
2859
2860 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2861
2862 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2863 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2864
2865 static void set_schedstats(bool enabled)
2866 {
2867         if (enabled)
2868                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2869         else
2870                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2871 }
2872
2873 void force_schedstat_enabled(void)
2874 {
2875         if (!schedstat_enabled()) {
2876                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2877                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2878         }
2879 }
2880
2881 static int __init setup_schedstats(char *str)
2882 {
2883         int ret = 0;
2884         if (!str)
2885                 goto out;
2886
2887         /*
2888          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2889          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2890          * variable so init_schedstats() can do it later.
2891          */
2892         if (!strcmp(str, "enable")) {
2893                 __sched_schedstats = true;
2894                 ret = 1;
2895         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2896                 __sched_schedstats = false;
2897                 ret = 1;
2898         }
2899 out:
2900         if (!ret)
2901                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2902
2903         return ret;
2904 }
2905 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2906
2907 static void __init init_schedstats(void)
2908 {
2909         set_schedstats(__sched_schedstats);
2910 }
2911
2912 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2913 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2914                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2915 {
2916         struct ctl_table t;
2917         int err;
2918         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2919
2920         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2921                 return -EPERM;
2922
2923         t = *table;
2924         t.data = &state;
2925         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2926         if (err < 0)
2927                 return err;
2928         if (write)
2929                 set_schedstats(state);
2930         return err;
2931 }
2932 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2933 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2934 static inline void init_schedstats(void) {}
2935 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2936
2937 /*
2938  * fork()/clone()-time setup:
2939  */
2940 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2941 {
2942         unsigned long flags;
2943
2944         __sched_fork(clone_flags, p);
2945         /*
2946          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2947          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2948          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2949          */
2950         p->state = TASK_NEW;
2951
2952         /*
2953          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2954          */
2955         p->prio = current->normal_prio;
2956
2957         uclamp_fork(p);
2958
2959         /*
2960          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2961          */
2962         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2963                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2964                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2965                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2966                         p->rt_priority = 0;
2967                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2968                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2969
2970                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2971                 set_load_weight(p, false);
2972
2973                 /*
2974                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2975                  * fulfilled its duty:
2976                  */
2977                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2978         }
2979
2980         if (dl_prio(p->prio))
2981                 return -EAGAIN;
2982         else if (rt_prio(p->prio))
2983                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2984         else
2985                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2986
2987         init_entity_runnable_average(&p->se);
2988
2989         /*
2990          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2991          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2992          * is ran before sched_fork().
2993          *
2994          * Silence PROVE_RCU.
2995          */
2996         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2997         rseq_migrate(p);
2998         /*
2999          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
3000          * so use __set_task_cpu().
3001          */
3002         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
3003         if (p->sched_class->task_fork)
3004                 p->sched_class->task_fork(p);
3005         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3006
3007 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
3008         if (likely(sched_info_on()))
3009                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3010 #endif
3011 #if defined(CONFIG_SMP)
3012         p->on_cpu = 0;
3013 #endif
3014         init_task_preempt_count(p);
3015 #ifdef CONFIG_SMP
3016         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3017         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
3018 #endif
3019         return 0;
3020 }
3021
3022 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
3023 {
3024         if (runtime == RUNTIME_INF)
3025                 return BW_UNIT;
3026
3027         /*
3028          * Doing this here saves a lot of checks in all
3029          * the calling paths, and returning zero seems
3030          * safe for them anyway.
3031          */
3032         if (period == 0)
3033                 return 0;
3034
3035         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
3036 }
3037
3038 /*
3039  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3040  *
3041  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3042  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3043  * on the runqueue and wakes it.
3044  */
3045 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3046 {
3047         struct rq_flags rf;
3048         struct rq *rq;
3049
3050         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3051         p->state = TASK_RUNNING;
3052 #ifdef CONFIG_SMP
3053         /*
3054          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3055          *  - cpus_ptr can change in the fork path
3056          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
3057          *
3058          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
3059          * as we're not fully set-up yet.
3060          */
3061         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
3062         rseq_migrate(p);
3063         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
3064 #endif
3065         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3066         update_rq_clock(rq);
3067         post_init_entity_util_avg(p);
3068
3069         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
3070         trace_sched_wakeup_new(p);
3071         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3072 #ifdef CONFIG_SMP
3073         if (p->sched_class->task_woken) {
3074                 /*
3075                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
3076                  * drop it.
3077                  */
3078                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3079                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3080                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3081         }
3082 #endif
3083         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3084 }
3085
3086 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3087
3088 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3089
3090 void preempt_notifier_inc(void)
3091 {
3092         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3093 }
3094 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3095
3096 void preempt_notifier_dec(void)
3097 {
3098         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3099 }
3100 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3101
3102 /**
3103  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3104  * @notifier: notifier struct to register
3105  */
3106 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3107 {
3108         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3109                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3110
3111         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3112 }
3113 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3114
3115 /**
3116  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3117  * @notifier: notifier struct to unregister
3118  *
3119  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3120  */
3121 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3122 {
3123         hlist_del(&notifier->link);
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3126
3127 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3128 {
3129         struct preempt_notifier *notifier;
3130
3131         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3132                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3133 }
3134
3135 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3136 {
3137         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3138                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3139 }
3140
3141 static void
3142 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3143                                    struct task_struct *next)
3144 {
3145         struct preempt_notifier *notifier;
3146
3147         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3148                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3149 }
3150
3151 static __always_inline void
3152 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3153                                  struct task_struct *next)
3154 {
3155         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3156                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3157 }
3158
3159 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3160
3161 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3162 {
3163 }
3164
3165 static inline void
3166 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3167                                  struct task_struct *next)
3168 {
3169 }
3170
3171 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3172
3173 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3174 {
3175 #ifdef CONFIG_SMP
3176         /*
3177          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3178          * such that any running task will have this set.
3179          */
3180         next->on_cpu = 1;
3181 #endif
3182 }
3183
3184 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3185 {
3186 #ifdef CONFIG_SMP
3187         /*
3188          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3189          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3190          * finished.
3191          *
3192          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3193          * happen before this.
3194          *
3195          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3196          */
3197         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3198 #endif
3199 }
3200
3201 static inline void
3202 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3203 {
3204         /*
3205          * Since the runqueue lock will be released by the next
3206          * task (which is an invalid locking op but in the case
3207          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3208          * do an early lockdep release here:
3209          */
3210         rq_unpin_lock(rq, rf);
3211         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
3212 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3213         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3214         rq->lock.owner = next;
3215 #endif
3216 }
3217
3218 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3219 {
3220         /*
3221          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3222          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3223          * prev into current:
3224          */
3225         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3226         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3227 }
3228
3229 /*
3230  * NOP if the arch has not defined these:
3231  */
3232
3233 #ifndef prepare_arch_switch
3234 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3235 #endif
3236
3237 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3238 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3239 #endif
3240
3241 /**
3242  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3243  * @rq: the runqueue preparing to switch
3244  * @prev: the current task that is being switched out
3245  * @next: the task we are going to switch to.
3246  *
3247  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3248  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3249  * switch.
3250  *
3251  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3252  * hooks.
3253  */
3254 static inline void
3255 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3256                     struct task_struct *next)
3257 {
3258         kcov_prepare_switch(prev);
3259         sched_info_switch(rq, prev, next);
3260         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3261         rseq_preempt(prev);
3262         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3263         prepare_task(next);
3264         prepare_arch_switch(next);
3265 }
3266
3267 /**
3268  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3269  * @prev: the thread we just switched away from.
3270  *
3271  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3272  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3273  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3274  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3275  *
3276  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3277  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3278  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3279  * details.)
3280  *
3281  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3282  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3283  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3284  * because prev may have moved to another CPU.
3285  */
3286 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3287         __releases(rq->lock)
3288 {
3289         struct rq *rq = this_rq();
3290         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3291         long prev_state;
3292
3293         /*
3294          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3295          * because it left us after:
3296          *
3297          *      schedule()
3298          *        preempt_disable();                    // 1
3299          *        __schedule()
3300          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3301          *
3302          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3303          */
3304         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3305                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3306                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3307                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3308
3309         rq->prev_mm = NULL;
3310
3311         /*
3312          * A task struct has one reference for the use as "current".
3313          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3314          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3315          * the scheduled task must drop that reference.
3316          *
3317          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3318          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3319          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3320          * transition, resulting in a double drop.
3321          */
3322         prev_state = prev->state;
3323         vtime_task_switch(prev);
3324         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3325         finish_task(prev);
3326         finish_lock_switch(rq);
3327         finish_arch_post_lock_switch();
3328         kcov_finish_switch(current);
3329
3330         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3331         /*
3332          * When switching through a kernel thread, the loop in
3333          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3334          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3335          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3336          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3337          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3338          *
3339          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3340          *   provided by mmdrop(),
3341          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3342          */
3343         if (mm) {
3344                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3345                 mmdrop(mm);
3346         }
3347         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3348                 if (prev->sched_class->task_dead)
3349                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3350
3351                 /*
3352                  * Remove function-return probe instances associated with this
3353                  * task and put them back on the free list.
3354                  */
3355                 kprobe_flush_task(prev);
3356
3357                 /* Task is done with its stack. */
3358                 put_task_stack(prev);
3359
3360                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3361         }
3362
3363         tick_nohz_task_switch();
3364         return rq;
3365 }
3366
3367 #ifdef CONFIG_SMP
3368
3369 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3370 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3371 {
3372         struct callback_head *head, *next;
3373         void (*func)(struct rq *rq);
3374         unsigned long flags;
3375
3376         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3377         head = rq->balance_callback;
3378         rq->balance_callback = NULL;
3379         while (head) {
3380                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3381                 next = head->next;
3382                 head->next = NULL;
3383                 head = next;
3384
3385                 func(rq);
3386         }
3387         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3388 }
3389
3390 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3391 {
3392         if (unlikely(rq->balance_callback))
3393                 __balance_callback(rq);
3394 }
3395
3396 #else
3397
3398 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3399 {
3400 }
3401
3402 #endif
3403
3404 /**
3405  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3406  * @prev: the thread we just switched away from.
3407  */
3408 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3409         __releases(rq->lock)
3410 {
3411         struct rq *rq;
3412
3413         /*
3414          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3415          * finish_task_switch() for details.
3416          *
3417          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3418          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3419          * PREEMPT_COUNT kernels).
3420          */
3421
3422         rq = finish_task_switch(prev);
3423         balance_callback(rq);
3424         preempt_enable();
3425
3426         if (current->set_child_tid)
3427                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3428
3429         calculate_sigpending();
3430 }
3431
3432 /*
3433  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3434  */
3435 static __always_inline struct rq *
3436 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3437                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3438 {
3439         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3440
3441         /*
3442          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3443          * combine the page table reload and the switch backend into
3444          * one hypercall.
3445          */
3446         arch_start_context_switch(prev);
3447
3448         /*
3449          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3450          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3451          *
3452          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3453          *   user ->   user   switch
3454          */
3455         if (!next->mm) {                                // to kernel
3456                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3457
3458                 next->active_mm = prev->active_mm;
3459                 if (prev->mm)                           // from user
3460                         mmgrab(prev->active_mm);
3461                 else
3462                         prev->active_mm = NULL;
3463         } else {                                        // to user
3464                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3465                 /*
3466                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3467                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3468                  *
3469                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3470                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3471                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3472                  */
3473                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3474
3475                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3476                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3477                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3478                         prev->active_mm = NULL;
3479                 }
3480         }
3481
3482         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3483
3484         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3485
3486         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3487         switch_to(prev, next, prev);
3488         barrier();
3489
3490         return finish_task_switch(prev);
3491 }
3492
3493 /*
3494  * nr_running and nr_context_switches:
3495  *
3496  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3497  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3498  */
3499 unsigned long nr_running(void)
3500 {
3501         unsigned long i, sum = 0;
3502
3503         for_each_online_cpu(i)
3504                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3505
3506         return sum;
3507 }
3508
3509 /*
3510  * Check if only the current task is running on the CPU.
3511  *
3512  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3513  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3514  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3515  *
3516  * - from a non-preemptible section (of course)
3517  *
3518  * - from a thread that is bound to a single CPU
3519  *
3520  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3521  */
3522 bool single_task_running(void)
3523 {
3524         return raw_rq()->nr_running == 1;
3525 }
3526 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3527
3528 unsigned long long nr_context_switches(void)
3529 {
3530         int i;
3531         unsigned long long sum = 0;
3532
3533         for_each_possible_cpu(i)
3534                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3535
3536         return sum;
3537 }
3538
3539 /*
3540  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3541  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3542  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3543  * it does become runnable.
3544  */
3545
3546 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3547 {
3548         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3549 }
3550
3551 /*
3552  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3553  *
3554  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3555  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3556  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3557  *
3558  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3559  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3560  * running and we'd not be idle.
3561  *
3562  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3563  * is broken.
3564  *
3565  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3566  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3567  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3568  * utilising both CPUs.
3569  *
3570  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3571  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3572  *
3573  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3574  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3575  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3576  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3577  *
3578  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3579  */
3580
3581 unsigned long nr_iowait(void)
3582 {
3583         unsigned long i, sum = 0;
3584
3585         for_each_possible_cpu(i)
3586                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3587
3588         return sum;
3589 }
3590
3591 #ifdef CONFIG_SMP
3592
3593 /*
3594  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3595  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3596  */
3597 void sched_exec(void)
3598 {
3599         struct task_struct *p = current;
3600         unsigned long flags;
3601         int dest_cpu;
3602
3603         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3604         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3605         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3606                 goto unlock;
3607
3608         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3609                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3610
3611                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3612                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3613                 return;
3614         }
3615 unlock:
3616         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3617 }
3618
3619 #endif
3620
3621 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3622 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3623
3624 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3625 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3626
3627 /*
3628  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3629  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3630  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3631  * Prefetching this data results in improved performance.
3632  */
3633 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3634 {
3635 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3636         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3637 #else
3638         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3639 #endif
3640         prefetch(curr);
3641         prefetch(&curr->exec_start);
3642 }
3643
3644 /*
3645  * Return accounted runtime for the task.
3646  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3647  * pending runtime that have not been accounted yet.
3648  */
3649 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3650 {
3651         struct rq_flags rf;
3652         struct rq *rq;
3653         u64 ns;
3654
3655 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3656         /*
3657          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3658          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3659          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3660          *
3661          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3662          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3663          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3664          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3665          * been accounted, so we're correct here as well.
3666          */
3667         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3668                 return p->se.sum_exec_runtime;
3669 #endif
3670
3671         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3672         /*
3673          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3674          * project cycles that may never be accounted to this
3675          * thread, breaking clock_gettime().
3676          */
3677         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3678                 prefetch_curr_exec_start(p);
3679                 update_rq_clock(rq);
3680                 p->sched_class->update_curr(rq);
3681         }
3682         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3683         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3684
3685         return ns;
3686 }
3687
3688 /*
3689  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3690  * We call it with interrupts disabled.
3691  */
3692 void scheduler_tick(void)
3693 {
3694         int cpu = smp_processor_id();
3695         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3696         struct task_struct *curr = rq->curr;
3697         struct rq_flags rf;
3698
3699         sched_clock_tick();
3700
3701         rq_lock(rq, &rf);
3702
3703         update_rq_clock(rq);
3704         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3705         calc_global_load_tick(rq);
3706         psi_task_tick(rq);
3707
3708         rq_unlock(rq, &rf);
3709
3710         perf_event_task_tick();
3711
3712 #ifdef CONFIG_SMP
3713         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3714         trigger_load_balance(rq);
3715 #endif
3716 }
3717
3718 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3719
3720 struct tick_work {
3721         int                     cpu;
3722         atomic_t                state;
3723         struct delayed_work     work;
3724 };
3725 /* Values for ->state, see diagram below. */
3726 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3727 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3728 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3729
3730 /*
3731  * State diagram for ->state:
3732  *
3733  *
3734  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3735  *                    |   ^
3736  *                    |   |
3737  *                    |   | sched_tick_remote()
3738  *                    |   |
3739  *                    |   |
3740  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3741  *                    |   ^
3742  *                    |   |
3743  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3744  *                    |   |
3745  *                    V   |
3746  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3747  *
3748  *
3749  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3750  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3751  */
3752
3753 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3754
3755 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3756 {
3757         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3758         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3759         int cpu = twork->cpu;
3760         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3761         struct task_struct *curr;
3762         struct rq_flags rf;
3763         u64 delta;
3764         int os;
3765
3766         /*
3767          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3768          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3769          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3770          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3771          * of when exactly it is running.
3772          */
3773         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3774                 goto out_requeue;
3775
3776         rq_lock_irq(rq, &rf);
3777         curr = rq->curr;
3778         if (cpu_is_offline(cpu))
3779                 goto out_unlock;
3780
3781         update_rq_clock(rq);
3782
3783         if (!is_idle_task(curr)) {
3784                 /*
3785                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3786                  * amount of time.
3787                  */
3788                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3789                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3790         }
3791         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3792
3793         calc_load_nohz_remote(rq);
3794 out_unlock:
3795         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3796 out_requeue:
3797
3798         /*
3799          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3800          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3801          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3802          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3803          */
3804         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3805         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3806         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3807                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3808 }
3809
3810 static void sched_tick_start(int cpu)
3811 {
3812         int os;
3813         struct tick_work *twork;
3814
3815         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3816                 return;
3817
3818         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3819
3820         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3821         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3822         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3823         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3824                 twork->cpu = cpu;
3825                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3826                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3827         }
3828 }
3829
3830 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3831 static void sched_tick_stop(int cpu)
3832 {
3833         struct tick_work *twork;
3834         int os;
3835
3836         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3837                 return;
3838
3839         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3840
3841         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3842         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3843         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3844         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3845         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3846 }
3847 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3848
3849 int __init sched_tick_offload_init(void)
3850 {
3851         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3852         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3853         return 0;
3854 }
3855
3856 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3857 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3858 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3859 #endif
3860
3861 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3862                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3863 /*
3864  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3865  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3866  */
3867 static inline void preempt_latency_start(int val)
3868 {
3869         if (preempt_count() == val) {
3870                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3871 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3872                 current->preempt_disable_ip = ip;
3873 #endif
3874                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3875         }
3876 }
3877
3878 void preempt_count_add(int val)
3879 {
3880 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3881         /*
3882          * Underflow?
3883          */
3884         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3885                 return;
3886 #endif
3887         __preempt_count_add(val);
3888 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3889         /*
3890          * Spinlock count overflowing soon?
3891          */
3892         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3893                                 PREEMPT_MASK - 10);
3894 #endif
3895         preempt_latency_start(val);
3896 }
3897 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3898 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3899
3900 /*
3901  * If the value passed in equals to the current preempt count
3902  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3903  */
3904 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3905 {
3906         if (preempt_count() == val)
3907                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3908 }
3909
3910 void preempt_count_sub(int val)
3911 {
3912 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3913         /*
3914          * Underflow?
3915          */
3916         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3917                 return;
3918         /*
3919          * Is the spinlock portion underflowing?
3920          */
3921         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3922                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3923                 return;
3924 #endif
3925
3926         preempt_latency_stop(val);
3927         __preempt_count_sub(val);
3928 }
3929 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3930 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3931
3932 #else
3933 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3934 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3935 #endif
3936
3937 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3938 {
3939 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3940         return p->preempt_disable_ip;
3941 #else
3942         return 0;
3943 #endif
3944 }
3945
3946 /*
3947  * Print scheduling while atomic bug:
3948  */
3949 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3950 {
3951         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3952         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3953
3954         if (oops_in_progress)
3955                 return;
3956
3957         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3958                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3959
3960         debug_show_held_locks(prev);
3961         print_modules();
3962         if (irqs_disabled())
3963                 print_irqtrace_events(prev);
3964         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3965             && in_atomic_preempt_off()) {
3966                 pr_err("Preemption disabled at:");
3967                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3968                 pr_cont("\n");
3969         }
3970         check_panic_on_warn("scheduling while atomic");
3971
3972         dump_stack();
3973         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3974 }
3975
3976 /*
3977  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3978  */
3979 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3980 {
3981 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3982         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3983                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3984 #endif
3985
3986 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3987         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3988                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3989                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3990                 dump_stack();
3991                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3992         }
3993 #endif
3994
3995         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3996                 __schedule_bug(prev);
3997                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3998         }
3999         rcu_sleep_check();
4000
4001         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4002
4003         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
4004 }
4005
4006 /*
4007  * Pick up the highest-prio task:
4008  */
4009 static inline struct task_struct *
4010 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
4011 {
4012         const struct sched_class *class;
4013         struct task_struct *p;
4014
4015         /*
4016          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
4017          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
4018          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
4019          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
4020          */
4021         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
4022                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
4023                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4024
4025                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
4026                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
4027                         goto restart;
4028
4029                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
4030                 if (unlikely(!p))
4031                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
4032
4033                 return p;
4034         }
4035
4036 restart:
4037 #ifdef CONFIG_SMP
4038         /*
4039          * We must do the balancing pass before put_next_task(), such
4040          * that when we release the rq->lock the task is in the same
4041          * state as before we took rq->lock.
4042          *
4043          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
4044          * a runnable task of @class priority or higher.
4045          */
4046         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
4047                 if (class->balance(rq, prev, rf))
4048                         break;
4049         }
4050 #endif
4051
4052         put_prev_task(rq, prev);
4053
4054         for_each_class(class) {
4055                 p = class->pick_next_task(rq, NULL, NULL);
4056                 if (p)
4057                         return p;
4058         }
4059
4060         /* The idle class should always have a runnable task: */
4061         BUG();
4062 }
4063
4064 /*
4065  * __schedule() is the main scheduler function.
4066  *
4067  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4068  *
4069  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4070  *
4071  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4072  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4073  *
4074  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4075  *      interrupt handler scheduler_tick().
4076  *
4077  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
4078  *      task to the run-queue and that's it.
4079  *
4080  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
4081  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
4082  *      called on the nearest possible occasion:
4083  *
4084  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
4085  *
4086  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4087  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4088  *           spin_unlock()!)
4089  *
4090  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4091  *           preemptible context
4092  *
4093  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4094  *         then at the next:
4095  *
4096  *          - cond_resched() call
4097  *          - explicit schedule() call
4098  *          - return from syscall or exception to user-space
4099  *          - return from interrupt-handler to user-space
4100  *
4101  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4102  */
4103 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4104 {
4105         struct task_struct *prev, *next;
4106         unsigned long *switch_count;
4107         struct rq_flags rf;
4108         struct rq *rq;
4109         int cpu;
4110
4111         cpu = smp_processor_id();
4112         rq = cpu_rq(cpu);
4113         prev = rq->curr;
4114
4115         schedule_debug(prev, preempt);
4116
4117         if (sched_feat(HRTICK))
4118                 hrtick_clear(rq);
4119
4120         local_irq_disable();
4121         rcu_note_context_switch(preempt);
4122
4123         /*
4124          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4125          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4126          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4127          *
4128          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4129          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4130          */
4131         rq_lock(rq, &rf);
4132         smp_mb__after_spinlock();
4133
4134         /* Promote REQ to ACT */
4135         rq->clock_update_flags <<= 1;
4136         update_rq_clock(rq);
4137
4138         switch_count = &prev->nivcsw;
4139         if (!preempt && prev->state) {
4140                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4141                         prev->state = TASK_RUNNING;
4142                 } else {
4143                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4144
4145                         if (prev->in_iowait) {
4146                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4147                                 delayacct_blkio_start();
4148                         }
4149                 }
4150                 switch_count = &prev->nvcsw;
4151         }
4152
4153         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4154         clear_tsk_need_resched(prev);
4155         clear_preempt_need_resched();
4156
4157         if (likely(prev != next)) {
4158                 rq->nr_switches++;
4159                 /*
4160                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4161                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4162                  */
4163                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4164                 /*
4165                  * The membarrier system call requires each architecture
4166                  * to have a full memory barrier after updating
4167                  * rq->curr, before returning to user-space.
4168                  *
4169                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4170                  * various architectures:
4171                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4172                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4173                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4174                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4175                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4176                  *   is a RELEASE barrier),
4177                  */
4178                 ++*switch_count;
4179
4180                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4181
4182                 /* Also unlocks the rq: */
4183                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4184         } else {
4185                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4186                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4187         }
4188
4189         balance_callback(rq);
4190 }
4191
4192 void __noreturn do_task_dead(void)
4193 {
4194         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4195         set_special_state(TASK_DEAD);
4196
4197         /* Tell freezer to ignore us: */
4198         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4199
4200         __schedule(false);
4201         BUG();
4202
4203         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4204         for (;;)
4205                 cpu_relax();
4206 }
4207
4208 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4209 {
4210         if (!tsk->state)
4211                 return;
4212
4213         /*
4214          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4215          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4216          * As this function is called inside the schedule() context,
4217          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4218          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4219          * requires it.
4220          */
4221         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER) {
4222                 preempt_disable();
4223                 wq_worker_sleeping(tsk);
4224                 preempt_enable_no_resched();
4225         }
4226
4227         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4228                 return;
4229
4230         /*
4231          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4232          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4233          */
4234         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4235                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4236 }
4237
4238 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4239 {
4240         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4241                 wq_worker_running(tsk);
4242 }
4243
4244 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4245 {
4246         struct task_struct *tsk = current;
4247
4248         sched_submit_work(tsk);
4249         do {
4250                 preempt_disable();
4251                 __schedule(false);
4252                 sched_preempt_enable_no_resched();
4253         } while (need_resched());
4254         sched_update_worker(tsk);
4255 }
4256 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4257
4258 /*
4259  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4260  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4261  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4262  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4263  * (schedule out non-voluntarily).
4264  *
4265  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4266  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4267  */
4268 void __sched schedule_idle(void)
4269 {
4270         /*
4271          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4272          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4273          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4274          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4275          * TASK_RUNNING state.
4276          */
4277         WARN_ON_ONCE(current->state);
4278         do {
4279                 __schedule(false);
4280         } while (need_resched());
4281 }
4282
4283 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4284 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4285 {
4286         /*
4287          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4288          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4289          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4290          * we find a better solution.
4291          *
4292          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4293          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4294          * too frequently to make sense yet.
4295          */
4296         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4297         schedule();
4298         exception_exit(prev_state);
4299 }
4300 #endif
4301
4302 /**
4303  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4304  *
4305  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4306  */
4307 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4308 {
4309         sched_preempt_enable_no_resched();
4310         schedule();
4311         preempt_disable();
4312 }
4313
4314 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4315 {
4316         do {
4317                 /*
4318                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4319                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4320                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4321                  * by the function tracer will call this function again and
4322                  * cause infinite recursion.
4323                  *
4324                  * Preemption must be disabled here before the function
4325                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4326                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4327                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4328                  * which can also be traced by the function tracer.
4329                  */
4330                 preempt_disable_notrace();
4331                 preempt_latency_start(1);
4332                 __schedule(true);
4333                 preempt_latency_stop(1);
4334                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4335
4336                 /*
4337                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4338                  * between schedule and now.
4339                  */
4340         } while (need_resched());
4341 }
4342
4343 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4344 /*
4345  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4346  * off of preempt_enable.
4347  */
4348 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4349 {
4350         /*
4351          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4352          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4353          */
4354         if (likely(!preemptible()))
4355                 return;
4356
4357         preempt_schedule_common();
4358 }
4359 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4360 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4361
4362 /**
4363  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4364  *
4365  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4366  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4367  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4368  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4369  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4370  * to be called when the system is still in usermode.
4371  *
4372  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4373  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4374  * calling the scheduler.
4375  */
4376 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4377 {
4378         enum ctx_state prev_ctx;
4379
4380         if (likely(!preemptible()))
4381                 return;
4382
4383         do {
4384                 /*
4385                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4386                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4387                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4388                  * by the function tracer will call this function again and
4389                  * cause infinite recursion.
4390                  *
4391                  * Preemption must be disabled here before the function
4392                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4393                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4394                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4395                  * which can also be traced by the function tracer.
4396                  */
4397                 preempt_disable_notrace();
4398                 preempt_latency_start(1);
4399                 /*
4400                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4401                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4402                  * an infinite recursion.
4403                  */
4404                 prev_ctx = exception_enter();
4405                 __schedule(true);
4406                 exception_exit(prev_ctx);
4407
4408                 preempt_latency_stop(1);
4409                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4410         } while (need_resched());
4411 }
4412 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4413
4414 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4415
4416 /*
4417  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4418  * off of irq context.
4419  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4420  * protect us against recursive calling from irq.
4421  */
4422 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4423 {
4424         enum ctx_state prev_state;
4425
4426         /* Catch callers which need to be fixed */
4427         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4428
4429         prev_state = exception_enter();
4430
4431         do {
4432                 preempt_disable();
4433                 local_irq_enable();
4434                 __schedule(true);
4435                 local_irq_disable();
4436                 sched_preempt_enable_no_resched();
4437         } while (need_resched());
4438
4439         exception_exit(prev_state);
4440 }
4441
4442 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4443                           void *key)
4444 {
4445         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4446 }
4447 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4448
4449 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4450
4451 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4452 {
4453         if (pi_task)
4454                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4455
4456         return prio;
4457 }
4458
4459 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4460 {
4461         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4462
4463         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4464 }
4465
4466 /*
4467  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4468  * @p: task to boost
4469  * @pi_task: donor task
4470  *
4471  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4472  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4473  *
4474  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4475  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4476  */
4477 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4478 {
4479         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4480                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4481         const struct sched_class *prev_class;
4482         struct rq_flags rf;
4483         struct rq *rq;
4484
4485         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4486         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4487
4488         /*
4489          * If nothing changed; bail early.
4490          */
4491         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4492                 return;
4493
4494         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4495         update_rq_clock(rq);
4496         /*
4497          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4498          * either lock.
4499          *
4500          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4501          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4502          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4503          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4504          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4505          */
4506         p->pi_top_task = pi_task;
4507
4508         /*
4509          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4510          */
4511         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4512                 goto out_unlock;
4513
4514         /*
4515          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4516          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4517          *
4518          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4519          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4520          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4521          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4522          * with interrupts disabled and will complete the lock
4523          * protected section without being interrupted. So there is no
4524          * real need to boost.
4525          */
4526         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4527                 WARN_ON(p != rq->curr);
4528                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4529                 goto out_unlock;
4530         }
4531
4532         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4533         oldprio = p->prio;
4534
4535         if (oldprio == prio)
4536                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4537
4538         prev_class = p->sched_class;
4539         queued = task_on_rq_queued(p);
4540         running = task_current(rq, p);
4541         if (queued)
4542                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4543         if (running)
4544                 put_prev_task(rq, p);
4545
4546         /*
4547          * Boosting condition are:
4548          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4549          *      --> -dl task blocks on mutex A
4550          *
4551          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4552          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4553          *          running task
4554          */
4555         if (dl_prio(prio)) {
4556                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4557                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
4558                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4559                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
4560                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4561                 } else {
4562                         p->dl.pi_se = &p->dl;
4563                 }
4564                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4565         } else if (rt_prio(prio)) {
4566                 if (dl_prio(oldprio))
4567                         p->dl.pi_se = &p->dl;
4568                 if (oldprio < prio)
4569                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4570                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4571         } else {
4572                 if (dl_prio(oldprio))
4573                         p->dl.pi_se = &p->dl;
4574                 if (rt_prio(oldprio))
4575                         p->rt.timeout = 0;
4576                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4577         }
4578
4579         p->prio = prio;
4580
4581         if (queued)
4582                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4583         if (running)
4584                 set_next_task(rq, p);
4585
4586         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4587 out_unlock:
4588         /* Avoid rq from going away on us: */
4589         preempt_disable();
4590         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4591
4592         balance_callback(rq);
4593         preempt_enable();
4594 }
4595 #else
4596 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4597 {
4598         return prio;
4599 }
4600 #endif
4601
4602 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4603 {
4604         bool queued, running;
4605         int old_prio, delta;
4606         struct rq_flags rf;
4607         struct rq *rq;
4608
4609         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4610                 return;
4611         /*
4612          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4613          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4614          */
4615         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4616         update_rq_clock(rq);
4617
4618         /*
4619          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4620          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4621          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4622          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4623          */
4624         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4625                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4626                 goto out_unlock;
4627         }
4628         queued = task_on_rq_queued(p);
4629         running = task_current(rq, p);
4630         if (queued)
4631                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4632         if (running)
4633                 put_prev_task(rq, p);
4634
4635         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4636         set_load_weight(p, true);
4637         old_prio = p->prio;
4638         p->prio = effective_prio(p);
4639         delta = p->prio - old_prio;
4640
4641         if (queued) {
4642                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4643                 /*
4644                  * If the task increased its priority or is running and
4645                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4646                  */
4647                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
4648                         resched_curr(rq);
4649         }
4650         if (running)
4651                 set_next_task(rq, p);
4652 out_unlock:
4653         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4654 }
4655 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4656
4657 /*
4658  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4659  * @p: task
4660  * @nice: nice value
4661  */
4662 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4663 {
4664         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4665         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4666
4667         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4668                 capable(CAP_SYS_NICE));
4669 }
4670
4671 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4672
4673 /*
4674  * sys_nice - change the priority of the current process.
4675  * @increment: priority increment
4676  *
4677  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4678  * does similar things.
4679  */
4680 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4681 {
4682         long nice, retval;
4683
4684         /*
4685          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4686          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4687          * and we have a single winner.
4688          */
4689         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4690         nice = task_nice(current) + increment;
4691
4692         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4693         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4694                 return -EPERM;
4695
4696         retval = security_task_setnice(current, nice);
4697         if (retval)
4698                 return retval;
4699
4700         set_user_nice(current, nice);
4701         return 0;
4702 }
4703
4704 #endif
4705
4706 /**
4707  * task_prio - return the priority value of a given task.
4708  * @p: the task in question.
4709  *
4710  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4711  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4712  * around 0, value goes from -16 to +15.
4713  */
4714 int task_prio(const struct task_struct *p)
4715 {
4716         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4717 }
4718
4719 /**
4720  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4721  * @cpu: the processor in question.
4722  *
4723  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4724  */
4725 int idle_cpu(int cpu)
4726 {
4727         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4728
4729         if (rq->curr != rq->idle)
4730                 return 0;
4731
4732         if (rq->nr_running)
4733                 return 0;
4734
4735 #ifdef CONFIG_SMP
4736         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4737                 return 0;
4738 #endif
4739
4740         return 1;
4741 }
4742
4743 /**
4744  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4745  * @cpu: the CPU in question.
4746  *
4747  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4748  */
4749 int available_idle_cpu(int cpu)
4750 {
4751         if (!idle_cpu(cpu))
4752                 return 0;
4753
4754         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4755                 return 0;
4756
4757         return 1;
4758 }
4759
4760 /**
4761  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4762  * @cpu: the processor in question.
4763  *
4764  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4765  */
4766 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4767 {
4768         return cpu_rq(cpu)->idle;
4769 }
4770
4771 /**
4772  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4773  * @pid: the pid in question.
4774  *
4775  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4776  */
4777 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4778 {
4779         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4780 }
4781
4782 /*
4783  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4784  * it calls know not to change it.
4785  */
4786 #define SETPARAM_POLICY -1
4787
4788 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4789                 const struct sched_attr *attr)
4790 {
4791         int policy = attr->sched_policy;
4792
4793         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4794                 policy = p->policy;
4795
4796         p->policy = policy;
4797
4798         if (dl_policy(policy))
4799                 __setparam_dl(p, attr);
4800         else if (fair_policy(policy))
4801                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4802
4803         /*
4804          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4805          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4806          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4807          */
4808         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4809         p->normal_prio = normal_prio(p);
4810         set_load_weight(p, true);
4811 }
4812
4813 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4814 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4815                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4816 {
4817         /*
4818          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4819          * either.
4820          */
4821         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4822                 return;
4823
4824         __setscheduler_params(p, attr);
4825
4826         /*
4827          * Keep a potential priority boosting if called from
4828          * sched_setscheduler().
4829          */
4830         p->prio = normal_prio(p);
4831         if (keep_boost)
4832                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4833
4834         if (dl_prio(p->prio))
4835                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4836         else if (rt_prio(p->prio))
4837                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4838         else
4839                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4840 }
4841
4842 /*
4843  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4844  */
4845 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4846 {
4847         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4848         bool match;
4849
4850         rcu_read_lock();
4851         pcred = __task_cred(p);
4852         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4853                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4854         rcu_read_unlock();
4855         return match;
4856 }
4857
4858 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4859                                 const struct sched_attr *attr,
4860                                 bool user, bool pi)
4861 {
4862         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4863                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4864         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4865         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4866         const struct sched_class *prev_class;
4867         struct rq_flags rf;
4868         int reset_on_fork;
4869         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4870         struct rq *rq;
4871
4872         /* The pi code expects interrupts enabled */
4873         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4874 recheck:
4875         /* Double check policy once rq lock held: */
4876         if (policy < 0) {
4877                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4878                 policy = oldpolicy = p->policy;
4879         } else {
4880                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4881
4882                 if (!valid_policy(policy))
4883                         return -EINVAL;
4884         }
4885
4886         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4887                 return -EINVAL;
4888
4889         /*
4890          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4891          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4892          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4893          */
4894         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4895             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4896                 return -EINVAL;
4897         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4898             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4899                 return -EINVAL;
4900
4901         /*
4902          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4903          */
4904         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4905                 if (fair_policy(policy)) {
4906                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4907                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4908                                 return -EPERM;
4909                 }
4910
4911                 if (rt_policy(policy)) {
4912                         unsigned long rlim_rtprio =
4913                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4914
4915                         /* Can't set/change the rt policy: */
4916                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4917                                 return -EPERM;
4918
4919                         /* Can't increase priority: */
4920                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4921                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4922                                 return -EPERM;
4923                 }
4924
4925                  /*
4926                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4927                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4928                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4929                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4930                   */
4931                 if (dl_policy(policy))
4932                         return -EPERM;
4933
4934                 /*
4935                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4936                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4937                  */
4938                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4939                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4940                                 return -EPERM;
4941                 }
4942
4943                 /* Can't change other user's priorities: */
4944                 if (!check_same_owner(p))
4945                         return -EPERM;
4946
4947                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4948                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4949                         return -EPERM;
4950         }
4951
4952         if (user) {
4953                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4954                         return -EINVAL;
4955
4956                 retval = security_task_setscheduler(p);
4957                 if (retval)
4958                         return retval;
4959         }
4960
4961         /* Update task specific "requested" clamps */
4962         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4963                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4964                 if (retval)
4965                         return retval;
4966         }
4967
4968         if (pi)
4969                 cpuset_read_lock();
4970
4971         /*
4972          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4973          * changing the priority of the task:
4974          *
4975          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4976          * runqueue lock must be held.
4977          */
4978         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4979         update_rq_clock(rq);
4980
4981         /*
4982          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4983          */
4984         if (p == rq->stop) {
4985                 retval = -EINVAL;
4986                 goto unlock;
4987         }
4988
4989         /*
4990          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4991          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4992          */
4993         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4994                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4995                         goto change;
4996                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4997                         goto change;
4998                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4999                         goto change;
5000                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
5001                         goto change;
5002
5003                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5004                 retval = 0;
5005                 goto unlock;
5006         }
5007 change:
5008
5009         if (user) {
5010 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5011                 /*
5012                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5013                  * assigned.
5014                  */
5015                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5016                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5017                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5018                         retval = -EPERM;
5019                         goto unlock;
5020                 }
5021 #endif
5022 #ifdef CONFIG_SMP
5023                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
5024                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
5025                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
5026
5027                         /*
5028                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
5029                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
5030                          * will also fail if there's no bandwidth available.
5031                          */
5032                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
5033                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
5034                                 retval = -EPERM;
5035                                 goto unlock;
5036                         }
5037                 }
5038 #endif
5039         }
5040
5041         /* Re-check policy now with rq lock held: */
5042         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5043                 policy = oldpolicy = -1;
5044                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5045                 if (pi)
5046                         cpuset_read_unlock();
5047                 goto recheck;
5048         }
5049
5050         /*
5051          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
5052          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
5053          * is available.
5054          */
5055         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
5056                 retval = -EBUSY;
5057                 goto unlock;
5058         }
5059
5060         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5061         oldprio = p->prio;
5062
5063         if (pi) {
5064                 /*
5065                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
5066                  * effective priority is unchanged, we just store the new
5067                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
5068                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
5069                  * itself.
5070                  */
5071                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
5072                 if (new_effective_prio == oldprio)
5073                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
5074         }
5075
5076         queued = task_on_rq_queued(p);
5077         running = task_current(rq, p);
5078         if (queued)
5079                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
5080         if (running)
5081                 put_prev_task(rq, p);
5082
5083         prev_class = p->sched_class;
5084
5085         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5086         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5087
5088         if (queued) {
5089                 /*
5090                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5091                  * increased (user space view).
5092                  */
5093                 if (oldprio < p->prio)
5094                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5095
5096                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5097         }
5098         if (running)
5099                 set_next_task(rq, p);
5100
5101         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5102
5103         /* Avoid rq from going away on us: */
5104         preempt_disable();
5105         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5106
5107         if (pi) {
5108                 cpuset_read_unlock();
5109                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5110         }
5111
5112         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5113         balance_callback(rq);
5114         preempt_enable();
5115
5116         return 0;
5117
5118 unlock:
5119         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5120         if (pi)
5121                 cpuset_read_unlock();
5122         return retval;
5123 }
5124
5125 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5126                                const struct sched_param *param, bool check)
5127 {
5128         struct sched_attr attr = {
5129                 .sched_policy   = policy,
5130                 .sched_priority = param->sched_priority,
5131                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5132         };
5133
5134         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5135         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5136                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5137                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5138                 attr.sched_policy = policy;
5139         }
5140
5141         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5142 }
5143 /**
5144  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5145  * @p: the task in question.
5146  * @policy: new policy.
5147  * @param: structure containing the new RT priority.
5148  *
5149  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5150  *
5151  * NOTE that the task may be already dead.
5152  */
5153 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5154                        const struct sched_param *param)
5155 {
5156         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5157 }
5158 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5159
5160 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5161 {
5162         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5163 }
5164 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5165
5166 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5167 {
5168         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5169 }
5170
5171 /**
5172  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5173  * @p: the task in question.
5174  * @policy: new policy.
5175  * @param: structure containing the new RT priority.
5176  *
5177  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5178  * current context has permission.  For example, this is needed in
5179  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5180  * but our caller might not have that capability.
5181  *
5182  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5183  */
5184 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5185                                const struct sched_param *param)
5186 {
5187         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5188 }
5189 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5190
5191 static int
5192 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5193 {
5194         struct sched_param lparam;
5195         struct task_struct *p;
5196         int retval;
5197
5198         if (!param || pid < 0)
5199                 return -EINVAL;
5200         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5201                 return -EFAULT;
5202
5203         rcu_read_lock();
5204         retval = -ESRCH;
5205         p = find_process_by_pid(pid);
5206         if (likely(p))
5207                 get_task_struct(p);
5208         rcu_read_unlock();
5209
5210         if (likely(p)) {
5211                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5212                 put_task_struct(p);
5213         }
5214
5215         return retval;
5216 }
5217
5218 /*
5219  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5220  */
5221 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5222 {
5223         u32 size;
5224         int ret;
5225
5226         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5227         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5228
5229         ret = get_user(size, &uattr->size);
5230         if (ret)
5231                 return ret;
5232
5233         /* ABI compatibility quirk: */
5234         if (!size)
5235                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5236         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5237                 goto err_size;
5238
5239         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5240         if (ret) {
5241                 if (ret == -E2BIG)
5242                         goto err_size;
5243                 return ret;
5244         }
5245
5246         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5247             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5248                 return -EINVAL;
5249
5250         /*
5251          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5252          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5253          */
5254         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5255
5256         return 0;
5257
5258 err_size:
5259         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5260         return -E2BIG;
5261 }
5262
5263 /**
5264  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5265  * @pid: the pid in question.
5266  * @policy: new policy.
5267  * @param: structure containing the new RT priority.
5268  *
5269  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5270  */
5271 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5272 {
5273         if (policy < 0)
5274                 return -EINVAL;
5275
5276         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5277 }
5278
5279 /**
5280  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5281  * @pid: the pid in question.
5282  * @param: structure containing the new RT priority.
5283  *
5284  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5285  */
5286 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5287 {
5288         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5289 }
5290
5291 /**
5292  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5293  * @pid: the pid in question.
5294  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5295  * @flags: for future extension.
5296  */
5297 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5298                                unsigned int, flags)
5299 {
5300         struct sched_attr attr;
5301         struct task_struct *p;
5302         int retval;
5303
5304         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5305                 return -EINVAL;
5306
5307         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5308         if (retval)
5309                 return retval;
5310
5311         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5312                 return -EINVAL;
5313         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5314                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5315
5316         rcu_read_lock();
5317         retval = -ESRCH;
5318         p = find_process_by_pid(pid);
5319         if (likely(p))
5320                 get_task_struct(p);
5321         rcu_read_unlock();
5322
5323         if (likely(p)) {
5324                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5325                 put_task_struct(p);
5326         }
5327
5328         return retval;
5329 }
5330
5331 /**
5332  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5333  * @pid: the pid in question.
5334  *
5335  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5336  * code.
5337  */
5338 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5339 {
5340         struct task_struct *p;
5341         int retval;
5342
5343         if (pid < 0)
5344                 return -EINVAL;
5345
5346         retval = -ESRCH;
5347         rcu_read_lock();
5348         p = find_process_by_pid(pid);
5349         if (p) {
5350                 retval = security_task_getscheduler(p);
5351                 if (!retval)
5352                         retval = p->policy
5353                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5354         }
5355         rcu_read_unlock();
5356         return retval;
5357 }
5358
5359 /**
5360  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5361  * @pid: the pid in question.
5362  * @param: structure containing the RT priority.
5363  *
5364  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5365  * code.
5366  */
5367 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5368 {
5369         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5370         struct task_struct *p;
5371         int retval;
5372
5373         if (!param || pid < 0)
5374                 return -EINVAL;
5375
5376         rcu_read_lock();
5377         p = find_process_by_pid(pid);
5378         retval = -ESRCH;
5379         if (!p)
5380                 goto out_unlock;
5381
5382         retval = security_task_getscheduler(p);
5383         if (retval)
5384                 goto out_unlock;
5385
5386         if (task_has_rt_policy(p))
5387                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5388         rcu_read_unlock();
5389
5390         /*
5391          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5392          */
5393         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5394
5395         return retval;
5396
5397 out_unlock:
5398         rcu_read_unlock();
5399         return retval;
5400 }
5401
5402 /*
5403  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5404  * than what user-space knows about) to user-space.
5405  *
5406  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5407  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5408  * have the same size.
5409  */
5410 static int
5411 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5412                         struct sched_attr *kattr,
5413                         unsigned int usize)
5414 {
5415         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5416
5417         if (!access_ok(uattr, usize))
5418                 return -EFAULT;
5419
5420         /*
5421          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5422          *
5423          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5424          *
5425          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5426          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5427          *
5428          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5429          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5430          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5431          * which is set to ksize in this case.
5432          */
5433         kattr->size = min(usize, ksize);
5434
5435         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5436                 return -EFAULT;
5437
5438         return 0;
5439 }
5440
5441 /**
5442  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5443  * @pid: the pid in question.
5444  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5445  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5446  * @flags: for future extension.
5447  */
5448 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5449                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5450 {
5451         struct sched_attr kattr = { };
5452         struct task_struct *p;
5453         int retval;
5454
5455         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5456             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5457                 return -EINVAL;
5458
5459         rcu_read_lock();
5460         p = find_process_by_pid(pid);
5461         retval = -ESRCH;
5462         if (!p)
5463                 goto out_unlock;
5464
5465         retval = security_task_getscheduler(p);
5466         if (retval)
5467                 goto out_unlock;
5468
5469         kattr.sched_policy = p->policy;
5470         if (p->sched_reset_on_fork)
5471                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5472         if (task_has_dl_policy(p))
5473                 __getparam_dl(p, &kattr);
5474         else if (task_has_rt_policy(p))
5475                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5476         else
5477                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5478
5479 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5480         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5481         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5482 #endif
5483
5484         rcu_read_unlock();
5485
5486         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5487
5488 out_unlock:
5489         rcu_read_unlock();
5490         return retval;
5491 }
5492
5493 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5494 {
5495         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5496         struct task_struct *p;
5497         int retval;
5498
5499         rcu_read_lock();
5500
5501         p = find_process_by_pid(pid);
5502         if (!p) {
5503                 rcu_read_unlock();
5504                 return -ESRCH;
5505         }
5506
5507         /* Prevent p going away */
5508         get_task_struct(p);
5509         rcu_read_unlock();
5510
5511         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5512                 retval = -EINVAL;
5513                 goto out_put_task;
5514         }
5515         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5516                 retval = -ENOMEM;
5517                 goto out_put_task;
5518         }
5519         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5520                 retval = -ENOMEM;
5521                 goto out_free_cpus_allowed;
5522         }
5523         retval = -EPERM;
5524         if (!check_same_owner(p)) {
5525                 rcu_read_lock();
5526                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5527                         rcu_read_unlock();
5528                         goto out_free_new_mask;
5529                 }
5530                 rcu_read_unlock();
5531         }
5532
5533         retval = security_task_setscheduler(p);
5534         if (retval)
5535                 goto out_free_new_mask;
5536
5537
5538         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5539         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5540
5541         /*
5542          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5543          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5544          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5545          * root_domain.
5546          */
5547 #ifdef CONFIG_SMP
5548         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5549                 rcu_read_lock();
5550                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5551                         retval = -EBUSY;
5552                         rcu_read_unlock();
5553                         goto out_free_new_mask;
5554                 }
5555                 rcu_read_unlock();
5556         }
5557 #endif
5558 again:
5559         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5560
5561         if (!retval) {
5562                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5563                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5564                         /*
5565                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5566                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5567                          * cpuset's cpus_allowed
5568                          */
5569                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5570                         goto again;
5571                 }
5572         }
5573 out_free_new_mask:
5574         free_cpumask_var(new_mask);
5575 out_free_cpus_allowed:
5576         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5577 out_put_task:
5578         put_task_struct(p);
5579         return retval;
5580 }
5581
5582 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5583                              struct cpumask *new_mask)
5584 {
5585         if (len < cpumask_size())
5586                 cpumask_clear(new_mask);
5587         else if (len > cpumask_size())
5588                 len = cpumask_size();
5589
5590         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5591 }
5592
5593 /**
5594  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5595  * @pid: pid of the process
5596  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5597  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5598  *
5599  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5600  */
5601 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5602                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5603 {
5604         cpumask_var_t new_mask;
5605         int retval;
5606
5607         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5608                 return -ENOMEM;
5609
5610         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5611         if (retval == 0)
5612                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5613         free_cpumask_var(new_mask);
5614         return retval;
5615 }
5616
5617 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5618 {
5619         struct task_struct *p;
5620         unsigned long flags;
5621         int retval;
5622
5623         rcu_read_lock();
5624
5625         retval = -ESRCH;
5626         p = find_process_by_pid(pid);
5627         if (!p)
5628                 goto out_unlock;
5629
5630         retval = security_task_getscheduler(p);
5631         if (retval)
5632                 goto out_unlock;
5633
5634         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5635         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5636         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5637
5638 out_unlock:
5639         rcu_read_unlock();
5640
5641         return retval;
5642 }
5643
5644 /**
5645  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5646  * @pid: pid of the process
5647  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5648  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5649  *
5650  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5651  * error code otherwise.
5652  */
5653 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5654                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5655 {
5656         int ret;
5657         cpumask_var_t mask;
5658
5659         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5660                 return -EINVAL;
5661         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5662                 return -EINVAL;
5663
5664         if (!zalloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5665                 return -ENOMEM;
5666
5667         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5668         if (ret == 0) {
5669                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5670
5671                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, cpumask_bits(mask), retlen))
5672                         ret = -EFAULT;
5673                 else
5674                         ret = retlen;
5675         }
5676         free_cpumask_var(mask);
5677
5678         return ret;
5679 }
5680
5681 /**
5682  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5683  *
5684  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5685  * other threads running on this CPU then this function will return.
5686  *
5687  * Return: 0.
5688  */
5689 static void do_sched_yield(void)
5690 {
5691         struct rq_flags rf;
5692         struct rq *rq;
5693
5694         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5695
5696         schedstat_inc(rq->yld_count);
5697         current->sched_class->yield_task(rq);
5698
5699         preempt_disable();
5700         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5701         sched_preempt_enable_no_resched();
5702
5703         schedule();
5704 }
5705
5706 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5707 {
5708         do_sched_yield();
5709         return 0;
5710 }
5711
5712 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5713 int __sched _cond_resched(void)
5714 {
5715         if (should_resched(0)) {
5716                 preempt_schedule_common();
5717                 return 1;
5718         }
5719         rcu_all_qs();
5720         return 0;
5721 }
5722 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5723 #endif
5724
5725 /*
5726  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5727  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5728  *
5729  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5730  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5731  * spin_unlock(), once by hand).
5732  */
5733 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5734 {
5735         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5736         int ret = 0;
5737
5738         lockdep_assert_held(lock);
5739
5740         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5741                 spin_unlock(lock);
5742                 if (resched)
5743                         preempt_schedule_common();
5744                 else
5745                         cpu_relax();
5746                 ret = 1;
5747                 spin_lock(lock);
5748         }
5749         return ret;
5750 }
5751 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5752
5753 /**
5754  * yield - yield the current processor to other threads.
5755  *
5756  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5757  *
5758  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5759  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5760  * it, its already broken.
5761  *
5762  * Typical broken usage is:
5763  *
5764  * while (!event)
5765  *      yield();
5766  *
5767  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5768  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5769  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5770  *
5771  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5772  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5773  * If you still want to use yield(), do not!
5774  */
5775 void __sched yield(void)
5776 {
5777         set_current_state(TASK_RUNNING);
5778         do_sched_yield();
5779 }
5780 EXPORT_SYMBOL(yield);
5781
5782 /**
5783  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5784  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5785  * processor it's on.
5786  * @p: target task
5787  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5788  *
5789  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5790  * can't go away on us before we can do any checks.
5791  *
5792  * Return:
5793  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5794  *      false (0) if we failed to boost the target.
5795  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5796  */
5797 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5798 {
5799         struct task_struct *curr = current;
5800         struct rq *rq, *p_rq;
5801         unsigned long flags;
5802         int yielded = 0;
5803
5804         local_irq_save(flags);
5805         rq = this_rq();
5806
5807 again:
5808         p_rq = task_rq(p);
5809         /*
5810          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5811          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5812          */
5813         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5814                 yielded = -ESRCH;
5815                 goto out_irq;
5816         }
5817
5818         double_rq_lock(rq, p_rq);
5819         if (task_rq(p) != p_rq) {
5820                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5821                 goto again;
5822         }
5823
5824         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5825                 goto out_unlock;
5826
5827         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5828                 goto out_unlock;
5829
5830         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5831                 goto out_unlock;
5832
5833         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5834         if (yielded) {
5835                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5836                 /*
5837                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5838                  * fairness.
5839                  */
5840                 if (preempt && rq != p_rq)
5841                         resched_curr(p_rq);
5842         }
5843
5844 out_unlock:
5845         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5846 out_irq:
5847         local_irq_restore(flags);
5848
5849         if (yielded > 0)
5850                 schedule();
5851
5852         return yielded;
5853 }
5854 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5855
5856 int io_schedule_prepare(void)
5857 {
5858         int old_iowait = current->in_iowait;
5859
5860         current->in_iowait = 1;
5861         blk_schedule_flush_plug(current);
5862
5863         return old_iowait;
5864 }
5865
5866 void io_schedule_finish(int token)
5867 {
5868         current->in_iowait = token;
5869 }
5870
5871 /*
5872  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5873  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5874  */
5875 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5876 {
5877         int token;
5878         long ret;
5879
5880         token = io_schedule_prepare();
5881         ret = schedule_timeout(timeout);
5882         io_schedule_finish(token);
5883
5884         return ret;
5885 }
5886 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5887
5888 void __sched io_schedule(void)
5889 {
5890         int token;
5891
5892         token = io_schedule_prepare();
5893         schedule();
5894         io_schedule_finish(token);
5895 }
5896 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5897
5898 /**
5899  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5900  * @policy: scheduling class.
5901  *
5902  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5903  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5904  * On failure, a negative error code is returned.
5905  */
5906 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5907 {
5908         int ret = -EINVAL;
5909
5910         switch (policy) {
5911         case SCHED_FIFO:
5912         case SCHED_RR:
5913                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5914                 break;
5915         case SCHED_DEADLINE:
5916         case SCHED_NORMAL:
5917         case SCHED_BATCH:
5918         case SCHED_IDLE:
5919                 ret = 0;
5920                 break;
5921         }
5922         return ret;
5923 }
5924
5925 /**
5926  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5927  * @policy: scheduling class.
5928  *
5929  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5930  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5931  * On failure, a negative error code is returned.
5932  */
5933 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5934 {
5935         int ret = -EINVAL;
5936
5937         switch (policy) {
5938         case SCHED_FIFO:
5939         case SCHED_RR:
5940                 ret = 1;
5941                 break;
5942         case SCHED_DEADLINE:
5943         case SCHED_NORMAL:
5944         case SCHED_BATCH:
5945         case SCHED_IDLE:
5946                 ret = 0;
5947         }
5948         return ret;
5949 }
5950
5951 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5952 {
5953         struct task_struct *p;
5954         unsigned int time_slice;
5955         struct rq_flags rf;
5956         struct rq *rq;
5957         int retval;
5958
5959         if (pid < 0)
5960                 return -EINVAL;
5961
5962         retval = -ESRCH;
5963         rcu_read_lock();
5964         p = find_process_by_pid(pid);
5965         if (!p)
5966                 goto out_unlock;
5967
5968         retval = security_task_getscheduler(p);
5969         if (retval)
5970                 goto out_unlock;
5971
5972         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5973         time_slice = 0;
5974         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5975                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5976         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5977
5978         rcu_read_unlock();
5979         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5980         return 0;
5981
5982 out_unlock:
5983         rcu_read_unlock();
5984         return retval;
5985 }
5986
5987 /**
5988  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5989  * @pid: pid of the process.
5990  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5991  *
5992  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5993  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5994  *
5995  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5996  * an error code.
5997  */
5998 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5999                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
6000 {
6001         struct timespec64 t;
6002         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6003
6004         if (retval == 0)
6005                 retval = put_timespec64(&t, interval);
6006
6007         return retval;
6008 }
6009
6010 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
6011 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
6012                 struct old_timespec32 __user *, interval)
6013 {
6014         struct timespec64 t;
6015         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6016
6017         if (retval == 0)
6018                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
6019         return retval;
6020 }
6021 #endif
6022
6023 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6024 {
6025         unsigned long free = 0;
6026         int ppid;
6027
6028         if (!try_get_task_stack(p))
6029                 return;
6030
6031         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
6032
6033         if (p->state == TASK_RUNNING)
6034                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6035 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6036         free = stack_not_used(p);
6037 #endif
6038         ppid = 0;
6039         rcu_read_lock();
6040         if (pid_alive(p))
6041                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
6042         rcu_read_unlock();
6043         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6044                 task_pid_nr(p), ppid,
6045                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6046
6047         print_worker_info(KERN_INFO, p);
6048         show_stack(p, NULL);
6049         put_task_stack(p);
6050 }
6051 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
6052
6053 static inline bool
6054 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
6055 {
6056         /* no filter, everything matches */
6057         if (!state_filter)
6058                 return true;
6059
6060         /* filter, but doesn't match */
6061         if (!(p->state & state_filter))
6062                 return false;
6063
6064         /*
6065          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
6066          * TASK_KILLABLE).
6067          */
6068         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
6069                 return false;
6070
6071         return true;
6072 }
6073
6074
6075 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6076 {
6077         struct task_struct *g, *p;
6078
6079 #if BITS_PER_LONG == 32
6080         printk(KERN_INFO
6081                 "  task                PC stack   pid father\n");
6082 #else
6083         printk(KERN_INFO
6084                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6085 #endif
6086         rcu_read_lock();
6087         for_each_process_thread(g, p) {
6088                 /*
6089                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6090                  * console might take a lot of time:
6091                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6092                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6093                  * an IPI.
6094                  */
6095                 touch_nmi_watchdog();
6096                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6097                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6098                         sched_show_task(p);
6099         }
6100
6101 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6102         if (!state_filter)
6103                 sysrq_sched_debug_show();
6104 #endif
6105         rcu_read_unlock();
6106         /*
6107          * Only show locks if all tasks are dumped:
6108          */
6109         if (!state_filter)
6110                 debug_show_all_locks();
6111 }
6112
6113 /**
6114  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6115  * @idle: task in question
6116  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6117  *
6118  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6119  * flag, to make booting more robust.
6120  */
6121 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6122 {
6123         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6124         unsigned long flags;
6125
6126         __sched_fork(0, idle);
6127
6128         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6129         raw_spin_lock(&rq->lock);
6130
6131         idle->state = TASK_RUNNING;
6132         idle->se.exec_start = sched_clock();
6133         idle->flags |= PF_IDLE;
6134
6135         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6136
6137 #ifdef CONFIG_SMP
6138         /*
6139          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6140          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6141          *
6142          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6143          */
6144         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6145 #endif
6146         /*
6147          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6148          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6149          * lockdep check in task_group() will fail.
6150          *
6151          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6152          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6153          *
6154          * Silence PROVE_RCU
6155          */
6156         rcu_read_lock();
6157         __set_task_cpu(idle, cpu);
6158         rcu_read_unlock();
6159
6160         rq->idle = idle;
6161         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6162         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6163 #ifdef CONFIG_SMP
6164         idle->on_cpu = 1;
6165 #endif
6166         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6167         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6168
6169         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6170         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6171
6172         /*
6173          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6174          */
6175         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6176         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6177         vtime_init_idle(idle, cpu);
6178 #ifdef CONFIG_SMP
6179         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6180 #endif
6181 }
6182
6183 #ifdef CONFIG_SMP
6184
6185 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6186                               const struct cpumask *trial)
6187 {
6188         int ret = 1;
6189
6190         if (!cpumask_weight(cur))
6191                 return ret;
6192
6193         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6194
6195         return ret;
6196 }
6197
6198 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6199                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6200 {
6201         int ret = 0;
6202
6203         /*
6204          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6205          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6206          * affinity and isolating such threads by their set of
6207          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6208          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6209          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6210          * before cpus_mask may be changed.
6211          */
6212         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6213                 ret = -EINVAL;
6214                 goto out;
6215         }
6216
6217         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6218                                               cs_cpus_allowed))
6219                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6220
6221 out:
6222         return ret;
6223 }
6224
6225 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6226
6227 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6228 /* Migrate current task p to target_cpu */
6229 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6230 {
6231         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6232         int curr_cpu = task_cpu(p);
6233
6234         if (curr_cpu == target_cpu)
6235                 return 0;
6236
6237         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6238                 return -EINVAL;
6239
6240         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6241
6242         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6243         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6244 }
6245
6246 /*
6247  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6248  * tasks on the runqueues
6249  */
6250 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6251 {
6252         bool queued, running;
6253         struct rq_flags rf;
6254         struct rq *rq;
6255
6256         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6257         queued = task_on_rq_queued(p);
6258         running = task_current(rq, p);
6259
6260         if (queued)
6261                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6262         if (running)
6263                 put_prev_task(rq, p);
6264
6265         p->numa_preferred_nid = nid;
6266
6267         if (queued)
6268                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6269         if (running)
6270                 set_next_task(rq, p);
6271         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6272 }
6273 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6274
6275 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6276 /*
6277  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6278  * offline.
6279  */
6280 void idle_task_exit(void)
6281 {
6282         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6283
6284         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6285         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
6286
6287         if (mm != &init_mm) {
6288                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6289                 finish_arch_post_lock_switch();
6290         }
6291
6292         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
6293 }
6294
6295 /*
6296  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6297  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6298  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6299  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6300  * calculation.
6301  *
6302  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6303  */
6304 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6305 {
6306         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6307         if (delta)
6308                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6309 }
6310
6311 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6312 {
6313         const struct sched_class *class;
6314         struct task_struct *next;
6315
6316         for_each_class(class) {
6317                 next = class->pick_next_task(rq, NULL, NULL);
6318                 if (next) {
6319                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6320                         return next;
6321                 }
6322         }
6323
6324         /* The idle class should always have a runnable task */
6325         BUG();
6326 }
6327
6328 /*
6329  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6330  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6331  *
6332  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6333  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6334  * because of lock validation efforts.
6335  */
6336 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6337 {
6338         struct rq *rq = dead_rq;
6339         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6340         struct rq_flags orf = *rf;
6341         int dest_cpu;
6342
6343         /*
6344          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6345          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6346          *
6347          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6348          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6349          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6350          * done here.
6351          */
6352         rq->stop = NULL;
6353
6354         /*
6355          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6356          * class method both need to have an up-to-date
6357          * value of rq->clock[_task]
6358          */
6359         update_rq_clock(rq);
6360
6361         for (;;) {
6362                 /*
6363                  * There's this thread running, bail when that's the only
6364                  * remaining thread:
6365                  */
6366                 if (rq->nr_running == 1)
6367                         break;
6368
6369                 next = __pick_migrate_task(rq);
6370
6371                 /*
6372                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6373                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6374                  * stabilizes the mask.
6375                  *
6376                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6377                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6378                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6379                  */
6380                 rq_unlock(rq, rf);
6381                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6382                 rq_relock(rq, rf);
6383
6384                 /*
6385                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6386                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6387                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6388                  */
6389                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6390                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6391                         continue;
6392                 }
6393
6394                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6395                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6396                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6397                 if (rq != dead_rq) {
6398                         rq_unlock(rq, rf);
6399                         rq = dead_rq;
6400                         *rf = orf;
6401                         rq_relock(rq, rf);
6402                 }
6403                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6404         }
6405
6406         rq->stop = stop;
6407 }
6408 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6409
6410 void set_rq_online(struct rq *rq)
6411 {
6412         if (!rq->online) {
6413                 const struct sched_class *class;
6414
6415                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6416                 rq->online = 1;
6417
6418                 for_each_class(class) {
6419                         if (class->rq_online)
6420                                 class->rq_online(rq);
6421                 }
6422         }
6423 }
6424
6425 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6426 {
6427         if (rq->online) {
6428                 const struct sched_class *class;
6429
6430                 for_each_class(class) {
6431                         if (class->rq_offline)
6432                                 class->rq_offline(rq);
6433                 }
6434
6435                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6436                 rq->online = 0;
6437         }
6438 }
6439
6440 /*
6441  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6442  */
6443 static int num_cpus_frozen;
6444
6445 /*
6446  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6447  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6448  * around partition_sched_domains().
6449  *
6450  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6451  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6452  */
6453 static void cpuset_cpu_active(void)
6454 {
6455         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6456                 /*
6457                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6458                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6459                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6460                  * domain, ignoring cpusets.
6461                  */
6462                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6463                 if (--num_cpus_frozen)
6464                         return;
6465                 /*
6466                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6467                  * restore the original sched domains by considering the
6468                  * cpuset configurations.
6469                  */
6470                 cpuset_force_rebuild();
6471         }
6472         cpuset_update_active_cpus();
6473 }
6474
6475 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6476 {
6477         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6478                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6479                         return -EBUSY;
6480                 cpuset_update_active_cpus();
6481         } else {
6482                 num_cpus_frozen++;
6483                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6484         }
6485         return 0;
6486 }
6487
6488 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6489 {
6490         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6491         struct rq_flags rf;
6492
6493 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6494         /*
6495          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6496          */
6497         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6498                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6499 #endif
6500         set_cpu_active(cpu, true);
6501
6502         if (sched_smp_initialized) {
6503                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6504                 cpuset_cpu_active();
6505         }
6506
6507         /*
6508          * Put the rq online, if not already. This happens:
6509          *
6510          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6511          *    after all CPUs have been brought up.
6512          *
6513          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6514          *    domains.
6515          */
6516         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6517         if (rq->rd) {
6518                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6519                 set_rq_online(rq);
6520         }
6521         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6522
6523         return 0;
6524 }
6525
6526 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6527 {
6528         int ret;
6529
6530         set_cpu_active(cpu, false);
6531         /*
6532          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6533          * users of this state to go away such that all new such users will
6534          * observe it.
6535          *
6536          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6537          */
6538         synchronize_rcu();
6539
6540 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6541         /*
6542          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6543          */
6544         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6545                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6546 #endif
6547
6548         if (!sched_smp_initialized)
6549                 return 0;
6550
6551         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6552         if (ret) {
6553                 set_cpu_active(cpu, true);
6554                 return ret;
6555         }
6556         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6557         return 0;
6558 }
6559
6560 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6561 {
6562         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6563
6564         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6565         update_max_interval();
6566 }
6567
6568 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6569 {
6570         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6571         sched_tick_start(cpu);
6572         return 0;
6573 }
6574
6575 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6576 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6577 {
6578         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6579         struct rq_flags rf;
6580
6581         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6582         sched_ttwu_pending();
6583         sched_tick_stop(cpu);
6584
6585         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6586         if (rq->rd) {
6587                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6588                 set_rq_offline(rq);
6589         }
6590         migrate_tasks(rq, &rf);
6591         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6592         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6593
6594         calc_load_migrate(rq);
6595         update_max_interval();
6596         nohz_balance_exit_idle(rq);
6597         hrtick_clear(rq);
6598         return 0;
6599 }
6600 #endif
6601
6602 void __init sched_init_smp(void)
6603 {
6604         sched_init_numa();
6605
6606         /*
6607          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6608          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6609          * happen.
6610          */
6611         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6612         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6613         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6614
6615         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6616         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6617                 BUG();
6618         sched_init_granularity();
6619
6620         init_sched_rt_class();
6621         init_sched_dl_class();
6622
6623         sched_smp_initialized = true;
6624 }
6625
6626 static int __init migration_init(void)
6627 {
6628         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6629         return 0;
6630 }
6631 early_initcall(migration_init);
6632
6633 #else
6634 void __init sched_init_smp(void)
6635 {
6636         sched_init_granularity();
6637 }
6638 #endif /* CONFIG_SMP */
6639
6640 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6641 {
6642         return in_lock_functions(addr) ||
6643                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6644                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6645 }
6646
6647 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6648 /*
6649  * Default task group.
6650  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6651  */
6652 struct task_group root_task_group;
6653 LIST_HEAD(task_groups);
6654
6655 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6656 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6657 #endif
6658
6659 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6660 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6661
6662 void __init sched_init(void)
6663 {
6664         unsigned long ptr = 0;
6665         int i;
6666
6667         wait_bit_init();
6668
6669 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6670         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6671 #endif
6672 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6673         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6674 #endif
6675         if (ptr) {
6676                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6677
6678 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6679                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6680                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6681
6682                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6683                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6684
6685 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6686 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6687                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6688                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6689
6690                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6691                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6692
6693 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6694         }
6695 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6696         for_each_possible_cpu(i) {
6697                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6698                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6699                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6700                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6701         }
6702 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6703
6704         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6705         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6706
6707 #ifdef CONFIG_SMP
6708         init_defrootdomain();
6709 #endif
6710
6711 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6712         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6713                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6714 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6715
6716 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6717         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6718
6719         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6720         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6721         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6722         autogroup_init(&init_task);
6723 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6724
6725         for_each_possible_cpu(i) {
6726                 struct rq *rq;
6727
6728                 rq = cpu_rq(i);
6729                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6730                 rq->nr_running = 0;
6731                 rq->calc_load_active = 0;
6732                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6733                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6734                 init_rt_rq(&rq->rt);
6735                 init_dl_rq(&rq->dl);
6736 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6737                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6738                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6739                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6740                 /*
6741                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6742                  *
6743                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6744                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6745                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6746                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6747                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6748                  * (se->load.weight).
6749                  *
6750                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6751                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6752                  * then A0's share of the CPU resource is:
6753                  *
6754                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6755                  *
6756                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6757                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6758                  */
6759                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6760                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6761 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6762
6763                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6764 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6765                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6766 #endif
6767 #ifdef CONFIG_SMP
6768                 rq->sd = NULL;
6769                 rq->rd = NULL;
6770                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6771                 rq->balance_callback = NULL;
6772                 rq->active_balance = 0;
6773                 rq->next_balance = jiffies;
6774                 rq->push_cpu = 0;
6775                 rq->cpu = i;
6776                 rq->online = 0;
6777                 rq->idle_stamp = 0;
6778                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6779                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6780
6781                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6782
6783                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6784 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6785                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6786                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6787                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6788 #endif
6789 #endif /* CONFIG_SMP */
6790                 hrtick_rq_init(rq);
6791                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6792         }
6793
6794         set_load_weight(&init_task, false);
6795
6796         /*
6797          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6798          */
6799         mmgrab(&init_mm);
6800         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6801
6802         /*
6803          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6804          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6805          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6806          * when this runqueue becomes "idle".
6807          */
6808         init_idle(current, smp_processor_id());
6809
6810         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6811
6812 #ifdef CONFIG_SMP
6813         idle_thread_set_boot_cpu();
6814 #endif
6815         init_sched_fair_class();
6816
6817         init_schedstats();
6818
6819         psi_init();
6820
6821         init_uclamp();
6822
6823         scheduler_running = 1;
6824 }
6825
6826 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6827 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6828 {
6829         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6830
6831         return (nested == preempt_offset);
6832 }
6833
6834 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6835 {
6836         /*
6837          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6838          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6839          * otherwise we will destroy state.
6840          */
6841         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6842                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6843                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6844                         current->state,
6845                         (void *)current->task_state_change,
6846                         (void *)current->task_state_change);
6847
6848         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6849 }
6850 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6851
6852 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6853 {
6854         /* Ratelimiting timestamp: */
6855         static unsigned long prev_jiffy;
6856
6857         unsigned long preempt_disable_ip;
6858
6859         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6860         rcu_sleep_check();
6861
6862         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6863              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6864             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6865             oops_in_progress)
6866                 return;
6867
6868         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6869                 return;
6870         prev_jiffy = jiffies;
6871
6872         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6873         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6874
6875         printk(KERN_ERR
6876                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6877                         file, line);
6878         printk(KERN_ERR
6879                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6880                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6881                         current->pid, current->comm);
6882
6883         if (task_stack_end_corrupted(current))
6884                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6885
6886         debug_show_held_locks(current);
6887         if (irqs_disabled())
6888                 print_irqtrace_events(current);
6889         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6890             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6891                 pr_err("Preemption disabled at:");
6892                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6893                 pr_cont("\n");
6894         }
6895         dump_stack();
6896         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6897 }
6898 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6899
6900 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6901 {
6902         static unsigned long prev_jiffy;
6903
6904         if (irqs_disabled())
6905                 return;
6906
6907         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6908                 return;
6909
6910         if (preempt_count() > preempt_offset)
6911                 return;
6912
6913         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6914                 return;
6915         prev_jiffy = jiffies;
6916
6917         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6918         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6919                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6920                         current->pid, current->comm);
6921
6922         debug_show_held_locks(current);
6923         dump_stack();
6924         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6925 }
6926 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6927 #endif
6928
6929 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6930 void normalize_rt_tasks(void)
6931 {
6932         struct task_struct *g, *p;
6933         struct sched_attr attr = {
6934                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6935         };
6936
6937         read_lock(&tasklist_lock);
6938         for_each_process_thread(g, p) {
6939                 /*
6940                  * Only normalize user tasks:
6941                  */
6942                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6943                         continue;
6944
6945                 p->se.exec_start = 0;
6946                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6947                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6948                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6949
6950                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6951                         /*
6952                          * Renice negative nice level userspace
6953                          * tasks back to 0:
6954                          */
6955                         if (task_nice(p) < 0)
6956                                 set_user_nice(p, 0);
6957                         continue;
6958                 }
6959
6960                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6961         }
6962         read_unlock(&tasklist_lock);
6963 }
6964
6965 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6966
6967 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6968 /*
6969  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6970  *
6971  * They can only be called when the whole system has been
6972  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6973  * activity can take place. Using them for anything else would
6974  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6975  * under any other configuration.
6976  */
6977
6978 /**
6979  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6980  * @cpu: the processor in question.
6981  *
6982  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6983  *
6984  * Return: The current task for @cpu.
6985  */
6986 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6987 {
6988         return cpu_curr(cpu);
6989 }
6990
6991 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6992
6993 #ifdef CONFIG_IA64
6994 /**
6995  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6996  * @cpu: the processor in question.
6997  * @p: the task pointer to set.
6998  *
6999  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7000  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7001  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
7002  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7003  * and caller must save the original value of the current task (see
7004  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7005  * re-starting the system.
7006  *
7007  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7008  */
7009 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7010 {
7011         cpu_curr(cpu) = p;
7012 }
7013
7014 #endif
7015
7016 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7017 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7018 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7019
7020 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
7021                                             struct task_group *parent)
7022 {
7023 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7024         enum uclamp_id clamp_id;
7025
7026         for_each_clamp_id(clamp_id) {
7027                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
7028                               uclamp_none(clamp_id), false);
7029                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
7030         }
7031 #endif
7032 }
7033
7034 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7035 {
7036         free_fair_sched_group(tg);
7037         free_rt_sched_group(tg);
7038         autogroup_free(tg);
7039         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7040 }
7041
7042 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7043 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7044 {
7045         struct task_group *tg;
7046
7047         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7048         if (!tg)
7049                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7050
7051         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7052                 goto err;
7053
7054         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7055                 goto err;
7056
7057         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
7058
7059         return tg;
7060
7061 err:
7062         sched_free_group(tg);
7063         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7064 }
7065
7066 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7067 {
7068         unsigned long flags;
7069
7070         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7071         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7072
7073         /* Root should already exist: */
7074         WARN_ON(!parent);
7075
7076         tg->parent = parent;
7077         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7078         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7079         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7080
7081         online_fair_sched_group(tg);
7082 }
7083
7084 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7085 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7086 {
7087         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7088         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7089 }
7090
7091 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7092 {
7093         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7094         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7095 }
7096
7097 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7098 {
7099         unsigned long flags;
7100
7101         /* End participation in shares distribution: */
7102         unregister_fair_sched_group(tg);
7103
7104         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7105         list_del_rcu(&tg->list);
7106         list_del_rcu(&tg->siblings);
7107         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7108 }
7109
7110 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7111 {
7112         struct task_group *tg;
7113
7114         /*
7115          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7116          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7117          * to prevent lockdep warnings.
7118          */
7119         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7120                           struct task_group, css);
7121         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7122         tsk->sched_task_group = tg;
7123
7124 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7125         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7126                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7127         else
7128 #endif
7129                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7130 }
7131
7132 /*
7133  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7134  *
7135  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7136  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7137  * its new group.
7138  */
7139 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7140 {
7141         int queued, running, queue_flags =
7142                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7143         struct rq_flags rf;
7144         struct rq *rq;
7145
7146         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7147         update_rq_clock(rq);
7148
7149         running = task_current(rq, tsk);
7150         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7151
7152         if (queued)
7153                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7154         if (running)
7155                 put_prev_task(rq, tsk);
7156
7157         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7158
7159         if (queued)
7160                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7161         if (running) {
7162                 set_next_task(rq, tsk);
7163                 /*
7164                  * After changing group, the running task may have joined a
7165                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7166                  * resched to make sure that task can still run.
7167                  */
7168                 resched_curr(rq);
7169         }
7170
7171         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7172 }
7173
7174 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7175 {
7176         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7177 }
7178
7179 static struct cgroup_subsys_state *
7180 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7181 {
7182         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7183         struct task_group *tg;
7184
7185         if (!parent) {
7186                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7187                 return &root_task_group.css;
7188         }
7189
7190         tg = sched_create_group(parent);
7191         if (IS_ERR(tg))
7192                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7193
7194         return &tg->css;
7195 }
7196
7197 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7198 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7199 {
7200         struct task_group *tg = css_tg(css);
7201         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7202
7203         if (parent)
7204                 sched_online_group(tg, parent);
7205
7206 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7207         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7208         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7209         rcu_read_lock();
7210         cpu_util_update_eff(css);
7211         rcu_read_unlock();
7212         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7213 #endif
7214
7215         return 0;
7216 }
7217
7218 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7219 {
7220         struct task_group *tg = css_tg(css);
7221
7222         sched_offline_group(tg);
7223 }
7224
7225 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7226 {
7227         struct task_group *tg = css_tg(css);
7228
7229         /*
7230          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7231          */
7232         sched_free_group(tg);
7233 }
7234
7235 /*
7236  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7237  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7238  */
7239 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7240 {
7241         struct rq_flags rf;
7242         struct rq *rq;
7243
7244         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7245
7246         update_rq_clock(rq);
7247         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7248
7249         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7250 }
7251
7252 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7253 {
7254         struct task_struct *task;
7255         struct cgroup_subsys_state *css;
7256         int ret = 0;
7257
7258         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7259 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7260                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7261                         return -EINVAL;
7262 #endif
7263                 /*
7264                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7265                  * running, we're sure to observe its full state.
7266                  */
7267                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7268                 /*
7269                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7270                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7271                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7272                  */
7273                 if (task->state == TASK_NEW)
7274                         ret = -EINVAL;
7275                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7276
7277                 if (ret)
7278                         break;
7279         }
7280         return ret;
7281 }
7282
7283 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7284 {
7285         struct task_struct *task;
7286         struct cgroup_subsys_state *css;
7287
7288         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7289                 sched_move_task(task);
7290 }
7291
7292 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7293 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7294 {
7295         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7296         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7297         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7298         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7299         enum uclamp_id clamp_id;
7300         unsigned int clamps;
7301
7302         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
7303         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
7304
7305         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7306                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7307                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7308
7309                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7310                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7311                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7312                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7313                         if (uc_parent &&
7314                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7315                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7316                         }
7317                 }
7318                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7319                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7320
7321                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7322                 clamps = 0x0;
7323                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7324                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7325                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7326                                 continue;
7327                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7328                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7329                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7330                 }
7331                 if (!clamps) {
7332                         css = css_rightmost_descendant(css);
7333                         continue;
7334                 }
7335
7336                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7337                 uclamp_update_active_tasks(css);
7338         }
7339 }
7340
7341 /*
7342  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7343  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7344  * character constant, use two levels of macros.
7345  */
7346 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7347 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7348
7349 struct uclamp_request {
7350 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7351 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7352         s64 percent;
7353         u64 util;
7354         int ret;
7355 };
7356
7357 static inline struct uclamp_request
7358 capacity_from_percent(char *buf)
7359 {
7360         struct uclamp_request req = {
7361                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7362                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7363                 .ret = 0,
7364         };
7365
7366         buf = strim(buf);
7367         if (strcmp(buf, "max")) {
7368                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7369                                              &req.percent);
7370                 if (req.ret)
7371                         return req;
7372                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7373                         req.ret = -ERANGE;
7374                         return req;
7375                 }
7376
7377                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7378                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7379         }
7380
7381         return req;
7382 }
7383
7384 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7385                                 size_t nbytes, loff_t off,
7386                                 enum uclamp_id clamp_id)
7387 {
7388         struct uclamp_request req;
7389         struct task_group *tg;
7390
7391         req = capacity_from_percent(buf);
7392         if (req.ret)
7393                 return req.ret;
7394
7395         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
7396
7397         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7398         rcu_read_lock();
7399
7400         tg = css_tg(of_css(of));
7401         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7402                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7403
7404         /*
7405          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7406          * exact requested value
7407          */
7408         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7409
7410         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7411         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7412
7413         rcu_read_unlock();
7414         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7415
7416         return nbytes;
7417 }
7418
7419 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7420                                     char *buf, size_t nbytes,
7421                                     loff_t off)
7422 {
7423         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7424 }
7425
7426 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7427                                     char *buf, size_t nbytes,
7428                                     loff_t off)
7429 {
7430         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7431 }
7432
7433 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7434                                     enum uclamp_id clamp_id)
7435 {
7436         struct task_group *tg;
7437         u64 util_clamp;
7438         u64 percent;
7439         u32 rem;
7440
7441         rcu_read_lock();
7442         tg = css_tg(seq_css(sf));
7443         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7444         rcu_read_unlock();
7445
7446         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7447                 seq_puts(sf, "max\n");
7448                 return;
7449         }
7450
7451         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7452         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7453         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7454 }
7455
7456 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7457 {
7458         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7459         return 0;
7460 }
7461
7462 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7463 {
7464         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7465         return 0;
7466 }
7467 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7468
7469 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7470 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7471                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7472 {
7473         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7474                 shareval = MAX_SHARES;
7475         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7476 }
7477
7478 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7479                                struct cftype *cft)
7480 {
7481         struct task_group *tg = css_tg(css);
7482
7483         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7484 }
7485
7486 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7487 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7488
7489 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7490 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7491 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
7492 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
7493
7494 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7495
7496 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7497 {
7498         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7499         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7500
7501         if (tg == &root_task_group)
7502                 return -EINVAL;
7503
7504         /*
7505          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7506          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7507          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7508          */
7509         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7510                 return -EINVAL;
7511
7512         /*
7513          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7514          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7515          * feasibility.
7516          */
7517         if (period > max_cfs_quota_period)
7518                 return -EINVAL;
7519
7520         /*
7521          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
7522          */
7523         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
7524                 return -EINVAL;
7525
7526         /*
7527          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7528          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7529          */
7530         get_online_cpus();
7531         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7532         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7533         if (ret)
7534                 goto out_unlock;
7535
7536         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7537         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7538         /*
7539          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7540          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7541          */
7542         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7543                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7544         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7545         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7546         cfs_b->quota = quota;
7547
7548         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7549
7550         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7551         if (runtime_enabled)
7552                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7553
7554         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7555
7556         for_each_online_cpu(i) {
7557                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7558                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7559                 struct rq_flags rf;
7560
7561                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7562                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7563                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7564
7565                 if (cfs_rq->throttled)
7566                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7567                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7568         }
7569         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7570                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7571 out_unlock:
7572         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7573         put_online_cpus();
7574
7575         return ret;
7576 }
7577
7578 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7579 {
7580         u64 quota, period;
7581
7582         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7583         if (cfs_quota_us < 0)
7584                 quota = RUNTIME_INF;
7585         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7586                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7587         else
7588                 return -EINVAL;
7589
7590         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7591 }
7592
7593 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7594 {
7595         u64 quota_us;
7596
7597         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7598                 return -1;
7599
7600         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7601         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7602
7603         return quota_us;
7604 }
7605
7606 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7607 {
7608         u64 quota, period;
7609
7610         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7611                 return -EINVAL;
7612
7613         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7614         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7615
7616         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7617 }
7618
7619 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7620 {
7621         u64 cfs_period_us;
7622
7623         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7624         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7625
7626         return cfs_period_us;
7627 }
7628
7629 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7630                                   struct cftype *cft)
7631 {
7632         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7633 }
7634
7635 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7636                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7637 {
7638         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7639 }
7640
7641 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7642                                    struct cftype *cft)
7643 {
7644         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7645 }
7646
7647 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7648                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7649 {
7650         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7651 }
7652
7653 struct cfs_schedulable_data {
7654         struct task_group *tg;
7655         u64 period, quota;
7656 };
7657
7658 /*
7659  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7660  * note: units are usecs
7661  */
7662 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7663                                struct cfs_schedulable_data *d)
7664 {
7665         u64 quota, period;
7666
7667         if (tg == d->tg) {
7668                 period = d->period;
7669                 quota = d->quota;
7670         } else {
7671                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7672                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7673         }
7674
7675         /* note: these should typically be equivalent */
7676         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7677                 return RUNTIME_INF;
7678
7679         return to_ratio(period, quota);
7680 }
7681
7682 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7683 {
7684         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7685         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7686         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7687
7688         if (!tg->parent) {
7689                 quota = RUNTIME_INF;
7690         } else {
7691                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7692
7693                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7694                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7695
7696                 /*
7697                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7698                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7699                  * limit is set:
7700                  */
7701                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7702                         quota = min(quota, parent_quota);
7703                 } else {
7704                         if (quota == RUNTIME_INF)
7705                                 quota = parent_quota;
7706                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7707                                 return -EINVAL;
7708                 }
7709         }
7710         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7711
7712         return 0;
7713 }
7714
7715 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7716 {
7717         int ret;
7718         struct cfs_schedulable_data data = {
7719                 .tg = tg,
7720                 .period = period,
7721                 .quota = quota,
7722         };
7723
7724         if (quota != RUNTIME_INF) {
7725                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7726                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7727         }
7728
7729         rcu_read_lock();
7730         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7731         rcu_read_unlock();
7732
7733         return ret;
7734 }
7735
7736 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7737 {
7738         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7739         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7740
7741         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7742         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7743         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7744
7745         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7746                 u64 ws = 0;
7747                 int i;
7748
7749                 for_each_possible_cpu(i)
7750                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7751
7752                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7753         }
7754
7755         return 0;
7756 }
7757 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7758 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7759
7760 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7761 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7762                                 struct cftype *cft, s64 val)
7763 {
7764         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7765 }
7766
7767 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7768                                struct cftype *cft)
7769 {
7770         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7771 }
7772
7773 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7774                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7775 {
7776         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7777 }
7778
7779 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7780                                    struct cftype *cft)
7781 {
7782         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7783 }
7784 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7785
7786 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7787 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7788         {
7789                 .name = "shares",
7790                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7791                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7792         },
7793 #endif
7794 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7795         {
7796                 .name = "cfs_quota_us",
7797                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7798                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7799         },
7800         {
7801                 .name = "cfs_period_us",
7802                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7803                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7804         },
7805         {
7806                 .name = "stat",
7807                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7808         },
7809 #endif
7810 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7811         {
7812                 .name = "rt_runtime_us",
7813                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7814                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7815         },
7816         {
7817                 .name = "rt_period_us",
7818                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7819                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7820         },
7821 #endif
7822 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7823         {
7824                 .name = "uclamp.min",
7825                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7826                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7827                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7828         },
7829         {
7830                 .name = "uclamp.max",
7831                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7832                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7833                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7834         },
7835 #endif
7836         { }     /* Terminate */
7837 };
7838
7839 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7840                                struct cgroup_subsys_state *css)
7841 {
7842 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7843         {
7844                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7845                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7846                 u64 throttled_usec;
7847
7848                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7849                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7850
7851                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7852                            "nr_throttled %d\n"
7853                            "throttled_usec %llu\n",
7854                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7855                            throttled_usec);
7856         }
7857 #endif
7858         return 0;
7859 }
7860
7861 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7862 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7863                                struct cftype *cft)
7864 {
7865         struct task_group *tg = css_tg(css);
7866         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7867
7868         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7869 }
7870
7871 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7872                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7873 {
7874         /*
7875          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7876          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7877          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7878          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7879          * the original value over the entire range.
7880          */
7881         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7882                 return -ERANGE;
7883
7884         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7885
7886         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7887 }
7888
7889 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7890                                     struct cftype *cft)
7891 {
7892         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7893         int last_delta = INT_MAX;
7894         int prio, delta;
7895
7896         /* find the closest nice value to the current weight */
7897         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7898                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7899                 if (delta >= last_delta)
7900                         break;
7901                 last_delta = delta;
7902         }
7903
7904         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7905 }
7906
7907 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7908                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7909 {
7910         unsigned long weight;
7911         int idx;
7912
7913         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7914                 return -ERANGE;
7915
7916         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7917         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7918         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7919
7920         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7921 }
7922 #endif
7923
7924 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7925                                                   long period, long quota)
7926 {
7927         if (quota < 0)
7928                 seq_puts(sf, "max");
7929         else
7930                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7931
7932         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7933 }
7934
7935 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7936 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7937                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7938 {
7939         char tok[21];   /* U64_MAX */
7940
7941         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7942                 return -EINVAL;
7943
7944         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7945
7946         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7947                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7948         else if (!strcmp(tok, "max"))
7949                 *quotap = RUNTIME_INF;
7950         else
7951                 return -EINVAL;
7952
7953         return 0;
7954 }
7955
7956 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7957 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7958 {
7959         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7960
7961         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7962         return 0;
7963 }
7964
7965 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7966                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7967 {
7968         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7969         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7970         u64 quota;
7971         int ret;
7972
7973         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7974         if (!ret)
7975                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7976         return ret ?: nbytes;
7977 }
7978 #endif
7979
7980 static struct cftype cpu_files[] = {
7981 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7982         {
7983                 .name = "weight",
7984                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7985                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7986                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7987         },
7988         {
7989                 .name = "weight.nice",
7990                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7991                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7992                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7993         },
7994 #endif
7995 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7996         {
7997                 .name = "max",
7998                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7999                 .seq_show = cpu_max_show,
8000                 .write = cpu_max_write,
8001         },
8002 #endif
8003 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8004         {
8005                 .name = "uclamp.min",
8006                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8007                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
8008                 .write = cpu_uclamp_min_write,
8009         },
8010         {
8011                 .name = "uclamp.max",
8012                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8013                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
8014                 .write = cpu_uclamp_max_write,
8015         },
8016 #endif
8017         { }     /* terminate */
8018 };
8019
8020 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8021         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8022         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8023         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8024         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8025         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
8026         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8027         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8028         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8029         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
8030         .dfl_cftypes    = cpu_files,
8031         .early_init     = true,
8032         .threaded       = true,
8033 };
8034
8035 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8036
8037 void dump_cpu_task(int cpu)
8038 {
8039         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8040         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8041 }
8042
8043 /*
8044  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8045  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8046  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8047  * that remained on nice 0.
8048  *
8049  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8050  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8051  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8052  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8053  * the relative distance between them is ~25%.)
8054  */
8055 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8056  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8057  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8058  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8059  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8060  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8061  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8062  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8063  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8064 };
8065
8066 /*
8067  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8068  *
8069  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8070  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8071  * into multiplications:
8072  */
8073 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8074  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8075  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8076  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8077  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8078  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8079  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8080  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8081  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8082 };
8083
8084 #undef CREATE_TRACE_POINTS