GNU Linux-libre 5.4.200-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_contributes_to_load(p))
1415                 rq->nr_uninterruptible--;
1416
1417         enqueue_task(rq, p, flags);
1418
1419         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1420 }
1421
1422 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1423 {
1424         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1425
1426         if (task_contributes_to_load(p))
1427                 rq->nr_uninterruptible++;
1428
1429         dequeue_task(rq, p, flags);
1430 }
1431
1432 /*
1433  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1434  */
1435 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1436 {
1437         return p->static_prio;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1442  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1443  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1444  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1445  * estimator recalculates.
1446  */
1447 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1448 {
1449         int prio;
1450
1451         if (task_has_dl_policy(p))
1452                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1453         else if (task_has_rt_policy(p))
1454                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1455         else
1456                 prio = __normal_prio(p);
1457         return prio;
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1462  * taken into account by the scheduler. This value might
1463  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1464  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1465  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1466  */
1467 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1468 {
1469         p->normal_prio = normal_prio(p);
1470         /*
1471          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1472          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1473          * to the normal priority:
1474          */
1475         if (!rt_prio(p->prio))
1476                 return p->normal_prio;
1477         return p->prio;
1478 }
1479
1480 /**
1481  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1482  * @p: the task in question.
1483  *
1484  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1485  */
1486 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1487 {
1488         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1493  * use the balance_callback list if you want balancing.
1494  *
1495  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1496  * balance_callback().
1497  */
1498 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1499                                        const struct sched_class *prev_class,
1500                                        int oldprio)
1501 {
1502         if (prev_class != p->sched_class) {
1503                 if (prev_class->switched_from)
1504                         prev_class->switched_from(rq, p);
1505
1506                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1507         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1508                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1509 }
1510
1511 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1512 {
1513         const struct sched_class *class;
1514
1515         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1516                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1517         } else {
1518                 for_each_class(class) {
1519                         if (class == rq->curr->sched_class)
1520                                 break;
1521                         if (class == p->sched_class) {
1522                                 resched_curr(rq);
1523                                 break;
1524                         }
1525                 }
1526         }
1527
1528         /*
1529          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1530          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1531          */
1532         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1533                 rq_clock_skip_update(rq);
1534 }
1535
1536 #ifdef CONFIG_SMP
1537
1538 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
1539 {
1540         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
1541                 return false;
1542
1543         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
1544                 return false;
1545
1546         return true;
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1551  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1552  */
1553 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1554 {
1555         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1556                 return false;
1557
1558         if (is_per_cpu_kthread(p))
1559                 return cpu_online(cpu);
1560
1561         return cpu_active(cpu);
1562 }
1563
1564 /*
1565  * This is how migration works:
1566  *
1567  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1568  *    stop_one_cpu().
1569  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1570  *    off the CPU)
1571  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1572  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1573  *    it and puts it into the right queue.
1574  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1575  *    is done.
1576  */
1577
1578 /*
1579  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1580  *
1581  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1582  */
1583 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1584                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1585 {
1586         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1587
1588         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1589         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1590         set_task_cpu(p, new_cpu);
1591         rq_unlock(rq, rf);
1592
1593         rq = cpu_rq(new_cpu);
1594
1595         rq_lock(rq, rf);
1596         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1597         enqueue_task(rq, p, 0);
1598         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1599         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1600
1601         return rq;
1602 }
1603
1604 struct migration_arg {
1605         struct task_struct *task;
1606         int dest_cpu;
1607 };
1608
1609 /*
1610  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1611  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1612  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1613  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1614  *
1615  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1616  * as the task is no longer on this CPU.
1617  */
1618 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1619                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1620 {
1621         /* Affinity changed (again). */
1622         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1623                 return rq;
1624
1625         update_rq_clock(rq);
1626         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1627
1628         return rq;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1633  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1634  * 'pushing' onto another runqueue.
1635  */
1636 static int migration_cpu_stop(void *data)
1637 {
1638         struct migration_arg *arg = data;
1639         struct task_struct *p = arg->task;
1640         struct rq *rq = this_rq();
1641         struct rq_flags rf;
1642
1643         /*
1644          * The original target CPU might have gone down and we might
1645          * be on another CPU but it doesn't matter.
1646          */
1647         local_irq_disable();
1648         /*
1649          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1650          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1651          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1652          */
1653         sched_ttwu_pending();
1654
1655         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1656         rq_lock(rq, &rf);
1657         /*
1658          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1659          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1660          * we're holding p->pi_lock.
1661          */
1662         if (task_rq(p) == rq) {
1663                 if (task_on_rq_queued(p))
1664                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1665                 else
1666                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1667         }
1668         rq_unlock(rq, &rf);
1669         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1670
1671         local_irq_enable();
1672         return 0;
1673 }
1674
1675 /*
1676  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1677  * actually call this function.
1678  */
1679 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1680 {
1681         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1682         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1683 }
1684
1685 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1686 {
1687         struct rq *rq = task_rq(p);
1688         bool queued, running;
1689
1690         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1691
1692         queued = task_on_rq_queued(p);
1693         running = task_current(rq, p);
1694
1695         if (queued) {
1696                 /*
1697                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1698                  * holding rq->lock.
1699                  */
1700                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1701                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1702         }
1703         if (running)
1704                 put_prev_task(rq, p);
1705
1706         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1707
1708         if (queued)
1709                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1710         if (running)
1711                 set_next_task(rq, p);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1716  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1717  * is removed from the allowed bitmask.
1718  *
1719  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1720  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1721  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1722  */
1723 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1724                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1725 {
1726         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1727         unsigned int dest_cpu;
1728         struct rq_flags rf;
1729         struct rq *rq;
1730         int ret = 0;
1731
1732         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1733         update_rq_clock(rq);
1734
1735         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1736                 /*
1737                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1738                  */
1739                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1740         }
1741
1742         /*
1743          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1744          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1745          */
1746         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1747                 ret = -EINVAL;
1748                 goto out;
1749         }
1750
1751         if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
1752                 goto out;
1753
1754         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1755         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1756                 ret = -EINVAL;
1757                 goto out;
1758         }
1759
1760         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1761
1762         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1763                 /*
1764                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1765                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1766                  */
1767                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1768                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1769                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1770         }
1771
1772         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1773         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1774                 goto out;
1775
1776         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1777                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1778                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1779                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1780                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1781                 return 0;
1782         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1783                 /*
1784                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1785                  * afterwards anyway.
1786                  */
1787                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1788         }
1789 out:
1790         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1791
1792         return ret;
1793 }
1794
1795 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1796 {
1797         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1798 }
1799 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1800
1801 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1802 {
1803 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1804         /*
1805          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1806          * ttwu() will sort out the placement.
1807          */
1808         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1809                         !p->on_rq);
1810
1811         /*
1812          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1813          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1814          * time relying on p->on_rq.
1815          */
1816         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1817                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1818                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1819
1820 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1821         /*
1822          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1823          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1824          *
1825          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1826          * see task_group().
1827          *
1828          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1829          * task_rq_lock().
1830          */
1831         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1832                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1833 #endif
1834         /*
1835          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1836          */
1837         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1838 #endif
1839
1840         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1841
1842         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1843                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1844                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1845                 p->se.nr_migrations++;
1846                 rseq_migrate(p);
1847                 perf_event_task_migrate(p);
1848         }
1849
1850         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1851 }
1852
1853 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1854 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1855 {
1856         if (task_on_rq_queued(p)) {
1857                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1858                 struct rq_flags srf, drf;
1859
1860                 src_rq = task_rq(p);
1861                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1862
1863                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1864                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1865
1866                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1867                 set_task_cpu(p, cpu);
1868                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1869                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1870
1871                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1872                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1873
1874         } else {
1875                 /*
1876                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1877                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1878                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1879                  */
1880                 p->wake_cpu = cpu;
1881         }
1882 }
1883
1884 struct migration_swap_arg {
1885         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1886         int src_cpu, dst_cpu;
1887 };
1888
1889 static int migrate_swap_stop(void *data)
1890 {
1891         struct migration_swap_arg *arg = data;
1892         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1893         int ret = -EAGAIN;
1894
1895         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1896                 return -EAGAIN;
1897
1898         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1899         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1900
1901         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1902                         &arg->dst_task->pi_lock);
1903         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1904
1905         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1906                 goto unlock;
1907
1908         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1909                 goto unlock;
1910
1911         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1912                 goto unlock;
1913
1914         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1915                 goto unlock;
1916
1917         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1918         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1919
1920         ret = 0;
1921
1922 unlock:
1923         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1924         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1925         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1926
1927         return ret;
1928 }
1929
1930 /*
1931  * Cross migrate two tasks
1932  */
1933 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1934                 int target_cpu, int curr_cpu)
1935 {
1936         struct migration_swap_arg arg;
1937         int ret = -EINVAL;
1938
1939         arg = (struct migration_swap_arg){
1940                 .src_task = cur,
1941                 .src_cpu = curr_cpu,
1942                 .dst_task = p,
1943                 .dst_cpu = target_cpu,
1944         };
1945
1946         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1947                 goto out;
1948
1949         /*
1950          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1951          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1952          */
1953         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1954                 goto out;
1955
1956         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1957                 goto out;
1958
1959         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1960                 goto out;
1961
1962         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1963         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1964
1965 out:
1966         return ret;
1967 }
1968 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1969
1970 /*
1971  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1972  *
1973  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1974  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1975  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1976  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1977  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1978  * @p has remained unscheduled the whole time.
1979  *
1980  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1981  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1982  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1983  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1984  * waiting to become inactive.
1985  */
1986 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1987 {
1988         int running, queued;
1989         struct rq_flags rf;
1990         unsigned long ncsw;
1991         struct rq *rq;
1992
1993         for (;;) {
1994                 /*
1995                  * We do the initial early heuristics without holding
1996                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1997                  * the runqueue lock when things look like they will
1998                  * work out!
1999                  */
2000                 rq = task_rq(p);
2001
2002                 /*
2003                  * If the task is actively running on another CPU
2004                  * still, just relax and busy-wait without holding
2005                  * any locks.
2006                  *
2007                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2008                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2009                  * But we don't care, since "task_running()" will
2010                  * return false if the runqueue has changed and p
2011                  * is actually now running somewhere else!
2012                  */
2013                 while (task_running(rq, p)) {
2014                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2015                                 return 0;
2016                         cpu_relax();
2017                 }
2018
2019                 /*
2020                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2021                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2022                  * just go back and repeat.
2023                  */
2024                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
2025                 trace_sched_wait_task(p);
2026                 running = task_running(rq, p);
2027                 queued = task_on_rq_queued(p);
2028                 ncsw = 0;
2029                 if (!match_state || p->state == match_state)
2030                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2031                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2032
2033                 /*
2034                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2035                  */
2036                 if (unlikely(!ncsw))
2037                         break;
2038
2039                 /*
2040                  * Was it really running after all now that we
2041                  * checked with the proper locks actually held?
2042                  *
2043                  * Oops. Go back and try again..
2044                  */
2045                 if (unlikely(running)) {
2046                         cpu_relax();
2047                         continue;
2048                 }
2049
2050                 /*
2051                  * It's not enough that it's not actively running,
2052                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2053                  * preempted!
2054                  *
2055                  * So if it was still runnable (but just not actively
2056                  * running right now), it's preempted, and we should
2057                  * yield - it could be a while.
2058                  */
2059                 if (unlikely(queued)) {
2060                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
2061
2062                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2063                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2064                         continue;
2065                 }
2066
2067                 /*
2068                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2069                  * runnable, which means that it will never become
2070                  * running in the future either. We're all done!
2071                  */
2072                 break;
2073         }
2074
2075         return ncsw;
2076 }
2077
2078 /***
2079  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2080  * @p: the to-be-kicked thread
2081  *
2082  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2083  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2084  *
2085  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2086  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2087  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2088  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2089  * achieved as well.
2090  */
2091 void kick_process(struct task_struct *p)
2092 {
2093         int cpu;
2094
2095         preempt_disable();
2096         cpu = task_cpu(p);
2097         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2098                 smp_send_reschedule(cpu);
2099         preempt_enable();
2100 }
2101 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2102
2103 /*
2104  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2105  *
2106  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2107  *
2108  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2109  *
2110  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2111  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2112  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2113  *    see it.
2114  *
2115  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2116  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2117  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2118  *    off.
2119  *
2120  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2121  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2122  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2123  * to satisfy the above rules.
2124  */
2125 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2126 {
2127         int nid = cpu_to_node(cpu);
2128         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2129         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2130         int dest_cpu;
2131
2132         /*
2133          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2134          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2135          * select the CPU on the other node.
2136          */
2137         if (nid != -1) {
2138                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2139
2140                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2141                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2142                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2143                                 continue;
2144                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2145                                 return dest_cpu;
2146                 }
2147         }
2148
2149         for (;;) {
2150                 /* Any allowed, online CPU? */
2151                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2152                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2153                                 continue;
2154
2155                         goto out;
2156                 }
2157
2158                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2159                 switch (state) {
2160                 case cpuset:
2161                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2162                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2163                                 state = possible;
2164                                 break;
2165                         }
2166                         /* Fall-through */
2167                 case possible:
2168                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2169                         state = fail;
2170                         break;
2171
2172                 case fail:
2173                         BUG();
2174                         break;
2175                 }
2176         }
2177
2178 out:
2179         if (state != cpuset) {
2180                 /*
2181                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2182                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2183                  * leave kernel.
2184                  */
2185                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2186                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2187                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2188                 }
2189         }
2190
2191         return dest_cpu;
2192 }
2193
2194 /*
2195  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2196  */
2197 static inline
2198 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2199 {
2200         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2201
2202         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2203                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2204         else
2205                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2206
2207         /*
2208          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2209          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2210          * CPU.
2211          *
2212          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2213          *
2214          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2215          *   not worry about this generic constraint ]
2216          */
2217         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2218                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2219
2220         return cpu;
2221 }
2222
2223 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2224 {
2225         s64 diff = sample - *avg;
2226         *avg += diff >> 3;
2227 }
2228
2229 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2230 {
2231         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2232         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2233
2234         if (stop) {
2235                 /*
2236                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2237                  * userspace knows about and won't get confused about.
2238                  *
2239                  * Also, it will make PI more or less work without too
2240                  * much confusion -- but then, stop work should not
2241                  * rely on PI working anyway.
2242                  */
2243                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2244
2245                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2246         }
2247
2248         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2249
2250         if (old_stop) {
2251                 /*
2252                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2253                  * it can die in pieces.
2254                  */
2255                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2256         }
2257 }
2258
2259 #else
2260
2261 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2262                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2263 {
2264         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2265 }
2266
2267 #endif /* CONFIG_SMP */
2268
2269 static void
2270 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2271 {
2272         struct rq *rq;
2273
2274         if (!schedstat_enabled())
2275                 return;
2276
2277         rq = this_rq();
2278
2279 #ifdef CONFIG_SMP
2280         if (cpu == rq->cpu) {
2281                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2282                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2283         } else {
2284                 struct sched_domain *sd;
2285
2286                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2287                 rcu_read_lock();
2288                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2289                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2290                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2291                                 break;
2292                         }
2293                 }
2294                 rcu_read_unlock();
2295         }
2296
2297         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2298                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2299 #endif /* CONFIG_SMP */
2300
2301         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2302         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2303
2304         if (wake_flags & WF_SYNC)
2305                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2306 }
2307
2308 /*
2309  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2310  */
2311 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2312                            struct rq_flags *rf)
2313 {
2314         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2315         p->state = TASK_RUNNING;
2316         trace_sched_wakeup(p);
2317
2318 #ifdef CONFIG_SMP
2319         if (p->sched_class->task_woken) {
2320                 /*
2321                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2322                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2323                  */
2324                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2325                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2326                 rq_repin_lock(rq, rf);
2327         }
2328
2329         if (rq->idle_stamp) {
2330                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2331                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2332
2333                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2334
2335                 if (rq->avg_idle > max)
2336                         rq->avg_idle = max;
2337
2338                 rq->idle_stamp = 0;
2339         }
2340 #endif
2341 }
2342
2343 static void
2344 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2345                  struct rq_flags *rf)
2346 {
2347         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2348
2349         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2350
2351 #ifdef CONFIG_SMP
2352         if (p->sched_contributes_to_load)
2353                 rq->nr_uninterruptible--;
2354
2355         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2356                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2357 #endif
2358
2359         activate_task(rq, p, en_flags);
2360         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2361 }
2362
2363 /*
2364  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2365  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2366  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2367  * the task is still ->on_rq.
2368  */
2369 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2370 {
2371         struct rq_flags rf;
2372         struct rq *rq;
2373         int ret = 0;
2374
2375         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2376         if (task_on_rq_queued(p)) {
2377                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2378                 update_rq_clock(rq);
2379                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2380                 ret = 1;
2381         }
2382         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2383
2384         return ret;
2385 }
2386
2387 #ifdef CONFIG_SMP
2388 void sched_ttwu_pending(void)
2389 {
2390         struct rq *rq = this_rq();
2391         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2392         struct task_struct *p, *t;
2393         struct rq_flags rf;
2394
2395         if (!llist)
2396                 return;
2397
2398         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2399         update_rq_clock(rq);
2400
2401         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2402                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2403
2404         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2405 }
2406
2407 void scheduler_ipi(void)
2408 {
2409         /*
2410          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
2411          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
2412          * this IPI.
2413          */
2414         preempt_fold_need_resched();
2415
2416         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2417                 return;
2418
2419         /*
2420          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2421          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2422          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2423          * we do call them.
2424          *
2425          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2426          * properly.
2427          *
2428          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2429          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2430          * somewhat pessimize the simple resched case.
2431          */
2432         irq_enter();
2433         sched_ttwu_pending();
2434
2435         /*
2436          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2437          */
2438         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
2439                 this_rq()->idle_balance = 1;
2440                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2441         }
2442         irq_exit();
2443 }
2444
2445 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2446 {
2447         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2448
2449         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2450
2451         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
2452                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2453                         smp_send_reschedule(cpu);
2454                 else
2455                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2456         }
2457 }
2458
2459 void wake_up_if_idle(int cpu)
2460 {
2461         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2462         struct rq_flags rf;
2463
2464         rcu_read_lock();
2465
2466         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2467                 goto out;
2468
2469         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2470                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2471         } else {
2472                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2473                 if (is_idle_task(rq->curr))
2474                         smp_send_reschedule(cpu);
2475                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2476                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2477         }
2478
2479 out:
2480         rcu_read_unlock();
2481 }
2482
2483 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2484 {
2485         if (this_cpu == that_cpu)
2486                 return true;
2487
2488         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2489 }
2490 #endif /* CONFIG_SMP */
2491
2492 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2493 {
2494         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2495         struct rq_flags rf;
2496
2497 #if defined(CONFIG_SMP)
2498         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2499                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2500                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
2501                 return;
2502         }
2503 #endif
2504
2505         rq_lock(rq, &rf);
2506         update_rq_clock(rq);
2507         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2508         rq_unlock(rq, &rf);
2509 }
2510
2511 /*
2512  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2513  *
2514  *  MIGRATION
2515  *
2516  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2517  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2518  * execution on its new CPU [c1].
2519  *
2520  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2521  *
2522  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2523  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2524  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2525  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2526  *
2527  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2528  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2529  *
2530  * Example:
2531  *
2532  *   CPU0            CPU1            CPU2
2533  *
2534  *   LOCK rq(0)->lock
2535  *   sched-out X
2536  *   sched-in Y
2537  *   UNLOCK rq(0)->lock
2538  *
2539  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2540  *                                   dequeue X
2541  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2542  *
2543  *                                   LOCK rq(1)->lock
2544  *                                   enqueue X
2545  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2546  *
2547  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2548  *                   sched-out Z
2549  *                   sched-in X
2550  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2551  *
2552  *
2553  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2554  *
2555  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2556  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2557  * chain to provide order. Instead we do:
2558  *
2559  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2560  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2561  *
2562  * Example:
2563  *
2564  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2565  *
2566  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2567  *   dequeue X
2568  *   sched-out X
2569  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2570  *
2571  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2572  *                    X->state = WAKING
2573  *                    set_task_cpu(X,2)
2574  *
2575  *                    LOCK rq(2)->lock
2576  *                    enqueue X
2577  *                    X->state = RUNNING
2578  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2579  *
2580  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2581  *                                          sched-out Z
2582  *                                          sched-in X
2583  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2584  *
2585  *                    UNLOCK X->pi_lock
2586  *   UNLOCK rq(0)->lock
2587  *
2588  *
2589  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2590  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2591  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2592  */
2593
2594 /**
2595  * try_to_wake_up - wake up a thread
2596  * @p: the thread to be awakened
2597  * @state: the mask of task states that can be woken
2598  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2599  *
2600  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2601  *
2602  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2603  *
2604  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2605  * set_current_state().
2606  *
2607  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2608  * state; see set_current_state().
2609  *
2610  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2611  *         %false otherwise.
2612  */
2613 static int
2614 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2615 {
2616         unsigned long flags;
2617         int cpu, success = 0;
2618
2619         preempt_disable();
2620         if (p == current) {
2621                 /*
2622                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2623                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2624                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2625                  * without taking any locks.
2626                  *
2627                  * In particular:
2628                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2629                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2630                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2631                  */
2632                 if (!(p->state & state))
2633                         goto out;
2634
2635                 success = 1;
2636                 cpu = task_cpu(p);
2637                 trace_sched_waking(p);
2638                 p->state = TASK_RUNNING;
2639                 trace_sched_wakeup(p);
2640                 goto out;
2641         }
2642
2643         /*
2644          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2645          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2646          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2647          * set_current_state() the waiting thread does.
2648          */
2649         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2650         smp_mb__after_spinlock();
2651         if (!(p->state & state))
2652                 goto unlock;
2653
2654         trace_sched_waking(p);
2655
2656         /* We're going to change ->state: */
2657         success = 1;
2658         cpu = task_cpu(p);
2659
2660         /*
2661          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2662          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2663          * in smp_cond_load_acquire() below.
2664          *
2665          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2666          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2667          *   UNLOCK rq->lock
2668          *
2669          * __schedule() (switch to task 'p')
2670          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2671          *   smp_mb__after_spinlock();
2672          *   UNLOCK rq->lock
2673          *
2674          * [task p]
2675          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2676          *
2677          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2678          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2679          */
2680         smp_rmb();
2681         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2682                 goto unlock;
2683
2684 #ifdef CONFIG_SMP
2685         /*
2686          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2687          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2688          *
2689          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2690          * from the runqueue.
2691          *
2692          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2693          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2694          *   UNLOCK rq->lock
2695          *
2696          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2697          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2698          *   smp_mb__after_spinlock();
2699          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2700          *
2701          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2702          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2703          */
2704         smp_rmb();
2705
2706         /*
2707          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2708          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2709          *
2710          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2711          *
2712          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2713          * their previous state and preserve Program Order.
2714          */
2715         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2716
2717         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2718         p->state = TASK_WAKING;
2719
2720         if (p->in_iowait) {
2721                 delayacct_blkio_end(p);
2722                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2723         }
2724
2725         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2726         if (task_cpu(p) != cpu) {
2727                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2728                 psi_ttwu_dequeue(p);
2729                 set_task_cpu(p, cpu);
2730         }
2731
2732 #else /* CONFIG_SMP */
2733
2734         if (p->in_iowait) {
2735                 delayacct_blkio_end(p);
2736                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2737         }
2738
2739 #endif /* CONFIG_SMP */
2740
2741         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2742 unlock:
2743         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2744 out:
2745         if (success)
2746                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2747         preempt_enable();
2748
2749         return success;
2750 }
2751
2752 /**
2753  * wake_up_process - Wake up a specific process
2754  * @p: The process to be woken up.
2755  *
2756  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2757  * processes.
2758  *
2759  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2760  *
2761  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2762  */
2763 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2764 {
2765         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2766 }
2767 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2768
2769 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2770 {
2771         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2772 }
2773
2774 /*
2775  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2776  * p is forked by current.
2777  *
2778  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2779  */
2780 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2781 {
2782         p->on_rq                        = 0;
2783
2784         p->se.on_rq                     = 0;
2785         p->se.exec_start                = 0;
2786         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2787         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2788         p->se.nr_migrations             = 0;
2789         p->se.vruntime                  = 0;
2790         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2791
2792 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2793         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2794 #endif
2795
2796 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2797         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2798         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2799 #endif
2800
2801         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2802         init_dl_task_timer(&p->dl);
2803         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2804         __dl_clear_params(p);
2805
2806         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2807         p->rt.timeout           = 0;
2808         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2809         p->rt.on_rq             = 0;
2810         p->rt.on_list           = 0;
2811
2812 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2813         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2814 #endif
2815
2816 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2817         p->capture_control = NULL;
2818 #endif
2819         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2820 }
2821
2822 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2823
2824 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2825
2826 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2827 {
2828         if (enabled)
2829                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2830         else
2831                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2832 }
2833
2834 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2835 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2836                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2837 {
2838         struct ctl_table t;
2839         int err;
2840         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2841
2842         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2843                 return -EPERM;
2844
2845         t = *table;
2846         t.data = &state;
2847         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2848         if (err < 0)
2849                 return err;
2850         if (write)
2851                 set_numabalancing_state(state);
2852         return err;
2853 }
2854 #endif
2855 #endif
2856
2857 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2858
2859 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2860 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2861
2862 static void set_schedstats(bool enabled)
2863 {
2864         if (enabled)
2865                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2866         else
2867                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2868 }
2869
2870 void force_schedstat_enabled(void)
2871 {
2872         if (!schedstat_enabled()) {
2873                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2874                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2875         }
2876 }
2877
2878 static int __init setup_schedstats(char *str)
2879 {
2880         int ret = 0;
2881         if (!str)
2882                 goto out;
2883
2884         /*
2885          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2886          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2887          * variable so init_schedstats() can do it later.
2888          */
2889         if (!strcmp(str, "enable")) {
2890                 __sched_schedstats = true;
2891                 ret = 1;
2892         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2893                 __sched_schedstats = false;
2894                 ret = 1;
2895         }
2896 out:
2897         if (!ret)
2898                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2899
2900         return ret;
2901 }
2902 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2903
2904 static void __init init_schedstats(void)
2905 {
2906         set_schedstats(__sched_schedstats);
2907 }
2908
2909 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2910 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2911                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2912 {
2913         struct ctl_table t;
2914         int err;
2915         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2916
2917         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2918                 return -EPERM;
2919
2920         t = *table;
2921         t.data = &state;
2922         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2923         if (err < 0)
2924                 return err;
2925         if (write)
2926                 set_schedstats(state);
2927         return err;
2928 }
2929 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2930 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2931 static inline void init_schedstats(void) {}
2932 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2933
2934 /*
2935  * fork()/clone()-time setup:
2936  */
2937 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2938 {
2939         unsigned long flags;
2940
2941         __sched_fork(clone_flags, p);
2942         /*
2943          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2944          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2945          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2946          */
2947         p->state = TASK_NEW;
2948
2949         /*
2950          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2951          */
2952         p->prio = current->normal_prio;
2953
2954         uclamp_fork(p);
2955
2956         /*
2957          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2958          */
2959         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2960                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2961                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2962                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2963                         p->rt_priority = 0;
2964                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2965                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2966
2967                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2968                 set_load_weight(p, false);
2969
2970                 /*
2971                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2972                  * fulfilled its duty:
2973                  */
2974                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2975         }
2976
2977         if (dl_prio(p->prio))
2978                 return -EAGAIN;
2979         else if (rt_prio(p->prio))
2980                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2981         else
2982                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2983
2984         init_entity_runnable_average(&p->se);
2985
2986         /*
2987          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2988          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2989          * is ran before sched_fork().
2990          *
2991          * Silence PROVE_RCU.
2992          */
2993         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2994         rseq_migrate(p);
2995         /*
2996          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2997          * so use __set_task_cpu().
2998          */
2999         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
3000         if (p->sched_class->task_fork)
3001                 p->sched_class->task_fork(p);
3002         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3003
3004 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
3005         if (likely(sched_info_on()))
3006                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3007 #endif
3008 #if defined(CONFIG_SMP)
3009         p->on_cpu = 0;
3010 #endif
3011         init_task_preempt_count(p);
3012 #ifdef CONFIG_SMP
3013         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3014         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
3015 #endif
3016         return 0;
3017 }
3018
3019 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
3020 {
3021         if (runtime == RUNTIME_INF)
3022                 return BW_UNIT;
3023
3024         /*
3025          * Doing this here saves a lot of checks in all
3026          * the calling paths, and returning zero seems
3027          * safe for them anyway.
3028          */
3029         if (period == 0)
3030                 return 0;
3031
3032         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
3033 }
3034
3035 /*
3036  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3037  *
3038  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3039  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3040  * on the runqueue and wakes it.
3041  */
3042 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3043 {
3044         struct rq_flags rf;
3045         struct rq *rq;
3046
3047         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
3048         p->state = TASK_RUNNING;
3049 #ifdef CONFIG_SMP
3050         /*
3051          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3052          *  - cpus_ptr can change in the fork path
3053          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
3054          *
3055          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
3056          * as we're not fully set-up yet.
3057          */
3058         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
3059         rseq_migrate(p);
3060         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
3061 #endif
3062         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3063         update_rq_clock(rq);
3064         post_init_entity_util_avg(p);
3065
3066         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
3067         trace_sched_wakeup_new(p);
3068         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3069 #ifdef CONFIG_SMP
3070         if (p->sched_class->task_woken) {
3071                 /*
3072                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
3073                  * drop it.
3074                  */
3075                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3076                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3077                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3078         }
3079 #endif
3080         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3081 }
3082
3083 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3084
3085 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3086
3087 void preempt_notifier_inc(void)
3088 {
3089         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3090 }
3091 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3092
3093 void preempt_notifier_dec(void)
3094 {
3095         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3096 }
3097 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3098
3099 /**
3100  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3101  * @notifier: notifier struct to register
3102  */
3103 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3104 {
3105         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3106                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3107
3108         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3109 }
3110 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3111
3112 /**
3113  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3114  * @notifier: notifier struct to unregister
3115  *
3116  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3117  */
3118 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3119 {
3120         hlist_del(&notifier->link);
3121 }
3122 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3123
3124 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3125 {
3126         struct preempt_notifier *notifier;
3127
3128         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3129                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3130 }
3131
3132 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3133 {
3134         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3135                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3136 }
3137
3138 static void
3139 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3140                                    struct task_struct *next)
3141 {
3142         struct preempt_notifier *notifier;
3143
3144         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3145                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3146 }
3147
3148 static __always_inline void
3149 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3150                                  struct task_struct *next)
3151 {
3152         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3153                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3154 }
3155
3156 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3157
3158 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3159 {
3160 }
3161
3162 static inline void
3163 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3164                                  struct task_struct *next)
3165 {
3166 }
3167
3168 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3169
3170 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3171 {
3172 #ifdef CONFIG_SMP
3173         /*
3174          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3175          * such that any running task will have this set.
3176          */
3177         next->on_cpu = 1;
3178 #endif
3179 }
3180
3181 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3182 {
3183 #ifdef CONFIG_SMP
3184         /*
3185          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3186          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3187          * finished.
3188          *
3189          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3190          * happen before this.
3191          *
3192          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3193          */
3194         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3195 #endif
3196 }
3197
3198 static inline void
3199 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3200 {
3201         /*
3202          * Since the runqueue lock will be released by the next
3203          * task (which is an invalid locking op but in the case
3204          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3205          * do an early lockdep release here:
3206          */
3207         rq_unpin_lock(rq, rf);
3208         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
3209 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3210         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3211         rq->lock.owner = next;
3212 #endif
3213 }
3214
3215 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3216 {
3217         /*
3218          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3219          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3220          * prev into current:
3221          */
3222         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3223         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3224 }
3225
3226 /*
3227  * NOP if the arch has not defined these:
3228  */
3229
3230 #ifndef prepare_arch_switch
3231 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3232 #endif
3233
3234 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3235 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3236 #endif
3237
3238 /**
3239  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3240  * @rq: the runqueue preparing to switch
3241  * @prev: the current task that is being switched out
3242  * @next: the task we are going to switch to.
3243  *
3244  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3245  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3246  * switch.
3247  *
3248  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3249  * hooks.
3250  */
3251 static inline void
3252 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3253                     struct task_struct *next)
3254 {
3255         kcov_prepare_switch(prev);
3256         sched_info_switch(rq, prev, next);
3257         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3258         rseq_preempt(prev);
3259         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3260         prepare_task(next);
3261         prepare_arch_switch(next);
3262 }
3263
3264 /**
3265  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3266  * @prev: the thread we just switched away from.
3267  *
3268  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3269  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3270  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3271  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3272  *
3273  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3274  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3275  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3276  * details.)
3277  *
3278  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3279  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3280  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3281  * because prev may have moved to another CPU.
3282  */
3283 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3284         __releases(rq->lock)
3285 {
3286         struct rq *rq = this_rq();
3287         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3288         long prev_state;
3289
3290         /*
3291          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3292          * because it left us after:
3293          *
3294          *      schedule()
3295          *        preempt_disable();                    // 1
3296          *        __schedule()
3297          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3298          *
3299          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3300          */
3301         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3302                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3303                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3304                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3305
3306         rq->prev_mm = NULL;
3307
3308         /*
3309          * A task struct has one reference for the use as "current".
3310          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3311          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3312          * the scheduled task must drop that reference.
3313          *
3314          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3315          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3316          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3317          * transition, resulting in a double drop.
3318          */
3319         prev_state = prev->state;
3320         vtime_task_switch(prev);
3321         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3322         finish_task(prev);
3323         finish_lock_switch(rq);
3324         finish_arch_post_lock_switch();
3325         kcov_finish_switch(current);
3326
3327         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3328         /*
3329          * When switching through a kernel thread, the loop in
3330          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3331          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3332          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3333          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3334          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3335          *
3336          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3337          *   provided by mmdrop(),
3338          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3339          */
3340         if (mm) {
3341                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3342                 mmdrop(mm);
3343         }
3344         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3345                 if (prev->sched_class->task_dead)
3346                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3347
3348                 /*
3349                  * Remove function-return probe instances associated with this
3350                  * task and put them back on the free list.
3351                  */
3352                 kprobe_flush_task(prev);
3353
3354                 /* Task is done with its stack. */
3355                 put_task_stack(prev);
3356
3357                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3358         }
3359
3360         tick_nohz_task_switch();
3361         return rq;
3362 }
3363
3364 #ifdef CONFIG_SMP
3365
3366 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3367 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3368 {
3369         struct callback_head *head, *next;
3370         void (*func)(struct rq *rq);
3371         unsigned long flags;
3372
3373         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3374         head = rq->balance_callback;
3375         rq->balance_callback = NULL;
3376         while (head) {
3377                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3378                 next = head->next;
3379                 head->next = NULL;
3380                 head = next;
3381
3382                 func(rq);
3383         }
3384         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3385 }
3386
3387 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3388 {
3389         if (unlikely(rq->balance_callback))
3390                 __balance_callback(rq);
3391 }
3392
3393 #else
3394
3395 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3396 {
3397 }
3398
3399 #endif
3400
3401 /**
3402  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3403  * @prev: the thread we just switched away from.
3404  */
3405 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3406         __releases(rq->lock)
3407 {
3408         struct rq *rq;
3409
3410         /*
3411          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3412          * finish_task_switch() for details.
3413          *
3414          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3415          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3416          * PREEMPT_COUNT kernels).
3417          */
3418
3419         rq = finish_task_switch(prev);
3420         balance_callback(rq);
3421         preempt_enable();
3422
3423         if (current->set_child_tid)
3424                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3425
3426         calculate_sigpending();
3427 }
3428
3429 /*
3430  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3431  */
3432 static __always_inline struct rq *
3433 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3434                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3435 {
3436         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3437
3438         /*
3439          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3440          * combine the page table reload and the switch backend into
3441          * one hypercall.
3442          */
3443         arch_start_context_switch(prev);
3444
3445         /*
3446          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3447          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3448          *
3449          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3450          *   user ->   user   switch
3451          */
3452         if (!next->mm) {                                // to kernel
3453                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3454
3455                 next->active_mm = prev->active_mm;
3456                 if (prev->mm)                           // from user
3457                         mmgrab(prev->active_mm);
3458                 else
3459                         prev->active_mm = NULL;
3460         } else {                                        // to user
3461                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3462                 /*
3463                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3464                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3465                  *
3466                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3467                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3468                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3469                  */
3470                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3471
3472                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3473                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3474                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3475                         prev->active_mm = NULL;
3476                 }
3477         }
3478
3479         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3480
3481         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3482
3483         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3484         switch_to(prev, next, prev);
3485         barrier();
3486
3487         return finish_task_switch(prev);
3488 }
3489
3490 /*
3491  * nr_running and nr_context_switches:
3492  *
3493  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3494  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3495  */
3496 unsigned long nr_running(void)
3497 {
3498         unsigned long i, sum = 0;
3499
3500         for_each_online_cpu(i)
3501                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3502
3503         return sum;
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Check if only the current task is running on the CPU.
3508  *
3509  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3510  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3511  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3512  *
3513  * - from a non-preemptible section (of course)
3514  *
3515  * - from a thread that is bound to a single CPU
3516  *
3517  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3518  */
3519 bool single_task_running(void)
3520 {
3521         return raw_rq()->nr_running == 1;
3522 }
3523 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3524
3525 unsigned long long nr_context_switches(void)
3526 {
3527         int i;
3528         unsigned long long sum = 0;
3529
3530         for_each_possible_cpu(i)
3531                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3532
3533         return sum;
3534 }
3535
3536 /*
3537  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3538  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3539  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3540  * it does become runnable.
3541  */
3542
3543 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3544 {
3545         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3546 }
3547
3548 /*
3549  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3550  *
3551  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3552  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3553  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3554  *
3555  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3556  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3557  * running and we'd not be idle.
3558  *
3559  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3560  * is broken.
3561  *
3562  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3563  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3564  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3565  * utilising both CPUs.
3566  *
3567  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3568  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3569  *
3570  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3571  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3572  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3573  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3574  *
3575  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3576  */
3577
3578 unsigned long nr_iowait(void)
3579 {
3580         unsigned long i, sum = 0;
3581
3582         for_each_possible_cpu(i)
3583                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3584
3585         return sum;
3586 }
3587
3588 #ifdef CONFIG_SMP
3589
3590 /*
3591  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3592  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3593  */
3594 void sched_exec(void)
3595 {
3596         struct task_struct *p = current;
3597         unsigned long flags;
3598         int dest_cpu;
3599
3600         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3601         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3602         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3603                 goto unlock;
3604
3605         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3606                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3607
3608                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3609                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3610                 return;
3611         }
3612 unlock:
3613         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3614 }
3615
3616 #endif
3617
3618 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3619 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3620
3621 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3622 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3623
3624 /*
3625  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3626  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3627  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3628  * Prefetching this data results in improved performance.
3629  */
3630 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3631 {
3632 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3633         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3634 #else
3635         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3636 #endif
3637         prefetch(curr);
3638         prefetch(&curr->exec_start);
3639 }
3640
3641 /*
3642  * Return accounted runtime for the task.
3643  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3644  * pending runtime that have not been accounted yet.
3645  */
3646 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3647 {
3648         struct rq_flags rf;
3649         struct rq *rq;
3650         u64 ns;
3651
3652 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3653         /*
3654          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3655          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3656          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3657          *
3658          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3659          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3660          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3661          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3662          * been accounted, so we're correct here as well.
3663          */
3664         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3665                 return p->se.sum_exec_runtime;
3666 #endif
3667
3668         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3669         /*
3670          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3671          * project cycles that may never be accounted to this
3672          * thread, breaking clock_gettime().
3673          */
3674         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3675                 prefetch_curr_exec_start(p);
3676                 update_rq_clock(rq);
3677                 p->sched_class->update_curr(rq);
3678         }
3679         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3680         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3681
3682         return ns;
3683 }
3684
3685 /*
3686  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3687  * We call it with interrupts disabled.
3688  */
3689 void scheduler_tick(void)
3690 {
3691         int cpu = smp_processor_id();
3692         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3693         struct task_struct *curr = rq->curr;
3694         struct rq_flags rf;
3695
3696         sched_clock_tick();
3697
3698         rq_lock(rq, &rf);
3699
3700         update_rq_clock(rq);
3701         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3702         calc_global_load_tick(rq);
3703         psi_task_tick(rq);
3704
3705         rq_unlock(rq, &rf);
3706
3707         perf_event_task_tick();
3708
3709 #ifdef CONFIG_SMP
3710         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3711         trigger_load_balance(rq);
3712 #endif
3713 }
3714
3715 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3716
3717 struct tick_work {
3718         int                     cpu;
3719         atomic_t                state;
3720         struct delayed_work     work;
3721 };
3722 /* Values for ->state, see diagram below. */
3723 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3724 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3725 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3726
3727 /*
3728  * State diagram for ->state:
3729  *
3730  *
3731  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3732  *                    |   ^
3733  *                    |   |
3734  *                    |   | sched_tick_remote()
3735  *                    |   |
3736  *                    |   |
3737  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3738  *                    |   ^
3739  *                    |   |
3740  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3741  *                    |   |
3742  *                    V   |
3743  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3744  *
3745  *
3746  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3747  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3748  */
3749
3750 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3751
3752 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3753 {
3754         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3755         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3756         int cpu = twork->cpu;
3757         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3758         struct task_struct *curr;
3759         struct rq_flags rf;
3760         u64 delta;
3761         int os;
3762
3763         /*
3764          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3765          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3766          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3767          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3768          * of when exactly it is running.
3769          */
3770         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3771                 goto out_requeue;
3772
3773         rq_lock_irq(rq, &rf);
3774         curr = rq->curr;
3775         if (cpu_is_offline(cpu))
3776                 goto out_unlock;
3777
3778         update_rq_clock(rq);
3779
3780         if (!is_idle_task(curr)) {
3781                 /*
3782                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3783                  * amount of time.
3784                  */
3785                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3786                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3787         }
3788         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3789
3790         calc_load_nohz_remote(rq);
3791 out_unlock:
3792         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3793 out_requeue:
3794
3795         /*
3796          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3797          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3798          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3799          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3800          */
3801         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3802         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3803         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3804                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3805 }
3806
3807 static void sched_tick_start(int cpu)
3808 {
3809         int os;
3810         struct tick_work *twork;
3811
3812         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3813                 return;
3814
3815         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3816
3817         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3818         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3819         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3820         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3821                 twork->cpu = cpu;
3822                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3823                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3824         }
3825 }
3826
3827 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3828 static void sched_tick_stop(int cpu)
3829 {
3830         struct tick_work *twork;
3831         int os;
3832
3833         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3834                 return;
3835
3836         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3837
3838         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3839         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3840         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3841         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3842         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3843 }
3844 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3845
3846 int __init sched_tick_offload_init(void)
3847 {
3848         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3849         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3850         return 0;
3851 }
3852
3853 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3854 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3855 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3856 #endif
3857
3858 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3859                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3860 /*
3861  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3862  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3863  */
3864 static inline void preempt_latency_start(int val)
3865 {
3866         if (preempt_count() == val) {
3867                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3868 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3869                 current->preempt_disable_ip = ip;
3870 #endif
3871                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3872         }
3873 }
3874
3875 void preempt_count_add(int val)
3876 {
3877 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3878         /*
3879          * Underflow?
3880          */
3881         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3882                 return;
3883 #endif
3884         __preempt_count_add(val);
3885 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3886         /*
3887          * Spinlock count overflowing soon?
3888          */
3889         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3890                                 PREEMPT_MASK - 10);
3891 #endif
3892         preempt_latency_start(val);
3893 }
3894 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3895 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3896
3897 /*
3898  * If the value passed in equals to the current preempt count
3899  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3900  */
3901 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3902 {
3903         if (preempt_count() == val)
3904                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3905 }
3906
3907 void preempt_count_sub(int val)
3908 {
3909 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3910         /*
3911          * Underflow?
3912          */
3913         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3914                 return;
3915         /*
3916          * Is the spinlock portion underflowing?
3917          */
3918         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3919                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3920                 return;
3921 #endif
3922
3923         preempt_latency_stop(val);
3924         __preempt_count_sub(val);
3925 }
3926 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3927 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3928
3929 #else
3930 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3931 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3932 #endif
3933
3934 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3935 {
3936 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3937         return p->preempt_disable_ip;
3938 #else
3939         return 0;
3940 #endif
3941 }
3942
3943 /*
3944  * Print scheduling while atomic bug:
3945  */
3946 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3947 {
3948         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3949         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3950
3951         if (oops_in_progress)
3952                 return;
3953
3954         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3955                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3956
3957         debug_show_held_locks(prev);
3958         print_modules();
3959         if (irqs_disabled())
3960                 print_irqtrace_events(prev);
3961         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3962             && in_atomic_preempt_off()) {
3963                 pr_err("Preemption disabled at:");
3964                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3965                 pr_cont("\n");
3966         }
3967         if (panic_on_warn)
3968                 panic("scheduling while atomic\n");
3969
3970         dump_stack();
3971         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3972 }
3973
3974 /*
3975  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3976  */
3977 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3978 {
3979 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3980         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3981                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3982 #endif
3983
3984 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3985         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3986                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3987                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3988                 dump_stack();
3989                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3990         }
3991 #endif
3992
3993         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3994                 __schedule_bug(prev);
3995                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3996         }
3997         rcu_sleep_check();
3998
3999         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4000
4001         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
4002 }
4003
4004 /*
4005  * Pick up the highest-prio task:
4006  */
4007 static inline struct task_struct *
4008 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
4009 {
4010         const struct sched_class *class;
4011         struct task_struct *p;
4012
4013         /*
4014          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
4015          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
4016          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
4017          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
4018          */
4019         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
4020                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
4021                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4022
4023                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
4024                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
4025                         goto restart;
4026
4027                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
4028                 if (unlikely(!p))
4029                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
4030
4031                 return p;
4032         }
4033
4034 restart:
4035 #ifdef CONFIG_SMP
4036         /*
4037          * We must do the balancing pass before put_next_task(), such
4038          * that when we release the rq->lock the task is in the same
4039          * state as before we took rq->lock.
4040          *
4041          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
4042          * a runnable task of @class priority or higher.
4043          */
4044         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
4045                 if (class->balance(rq, prev, rf))
4046                         break;
4047         }
4048 #endif
4049
4050         put_prev_task(rq, prev);
4051
4052         for_each_class(class) {
4053                 p = class->pick_next_task(rq, NULL, NULL);
4054                 if (p)
4055                         return p;
4056         }
4057
4058         /* The idle class should always have a runnable task: */
4059         BUG();
4060 }
4061
4062 /*
4063  * __schedule() is the main scheduler function.
4064  *
4065  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4066  *
4067  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4068  *
4069  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4070  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4071  *
4072  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4073  *      interrupt handler scheduler_tick().
4074  *
4075  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
4076  *      task to the run-queue and that's it.
4077  *
4078  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
4079  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
4080  *      called on the nearest possible occasion:
4081  *
4082  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
4083  *
4084  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4085  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4086  *           spin_unlock()!)
4087  *
4088  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4089  *           preemptible context
4090  *
4091  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4092  *         then at the next:
4093  *
4094  *          - cond_resched() call
4095  *          - explicit schedule() call
4096  *          - return from syscall or exception to user-space
4097  *          - return from interrupt-handler to user-space
4098  *
4099  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4100  */
4101 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4102 {
4103         struct task_struct *prev, *next;
4104         unsigned long *switch_count;
4105         struct rq_flags rf;
4106         struct rq *rq;
4107         int cpu;
4108
4109         cpu = smp_processor_id();
4110         rq = cpu_rq(cpu);
4111         prev = rq->curr;
4112
4113         schedule_debug(prev, preempt);
4114
4115         if (sched_feat(HRTICK))
4116                 hrtick_clear(rq);
4117
4118         local_irq_disable();
4119         rcu_note_context_switch(preempt);
4120
4121         /*
4122          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4123          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4124          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4125          *
4126          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4127          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4128          */
4129         rq_lock(rq, &rf);
4130         smp_mb__after_spinlock();
4131
4132         /* Promote REQ to ACT */
4133         rq->clock_update_flags <<= 1;
4134         update_rq_clock(rq);
4135
4136         switch_count = &prev->nivcsw;
4137         if (!preempt && prev->state) {
4138                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4139                         prev->state = TASK_RUNNING;
4140                 } else {
4141                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4142
4143                         if (prev->in_iowait) {
4144                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4145                                 delayacct_blkio_start();
4146                         }
4147                 }
4148                 switch_count = &prev->nvcsw;
4149         }
4150
4151         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4152         clear_tsk_need_resched(prev);
4153         clear_preempt_need_resched();
4154
4155         if (likely(prev != next)) {
4156                 rq->nr_switches++;
4157                 /*
4158                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4159                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4160                  */
4161                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4162                 /*
4163                  * The membarrier system call requires each architecture
4164                  * to have a full memory barrier after updating
4165                  * rq->curr, before returning to user-space.
4166                  *
4167                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4168                  * various architectures:
4169                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4170                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4171                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4172                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4173                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4174                  *   is a RELEASE barrier),
4175                  */
4176                 ++*switch_count;
4177
4178                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4179
4180                 /* Also unlocks the rq: */
4181                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4182         } else {
4183                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4184                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4185         }
4186
4187         balance_callback(rq);
4188 }
4189
4190 void __noreturn do_task_dead(void)
4191 {
4192         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4193         set_special_state(TASK_DEAD);
4194
4195         /* Tell freezer to ignore us: */
4196         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4197
4198         __schedule(false);
4199         BUG();
4200
4201         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4202         for (;;)
4203                 cpu_relax();
4204 }
4205
4206 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4207 {
4208         if (!tsk->state)
4209                 return;
4210
4211         /*
4212          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4213          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4214          * As this function is called inside the schedule() context,
4215          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4216          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4217          * requires it.
4218          */
4219         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER) {
4220                 preempt_disable();
4221                 wq_worker_sleeping(tsk);
4222                 preempt_enable_no_resched();
4223         }
4224
4225         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4226                 return;
4227
4228         /*
4229          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4230          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4231          */
4232         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4233                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4234 }
4235
4236 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4237 {
4238         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4239                 wq_worker_running(tsk);
4240 }
4241
4242 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4243 {
4244         struct task_struct *tsk = current;
4245
4246         sched_submit_work(tsk);
4247         do {
4248                 preempt_disable();
4249                 __schedule(false);
4250                 sched_preempt_enable_no_resched();
4251         } while (need_resched());
4252         sched_update_worker(tsk);
4253 }
4254 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4255
4256 /*
4257  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4258  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4259  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4260  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4261  * (schedule out non-voluntarily).
4262  *
4263  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4264  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4265  */
4266 void __sched schedule_idle(void)
4267 {
4268         /*
4269          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4270          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4271          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4272          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4273          * TASK_RUNNING state.
4274          */
4275         WARN_ON_ONCE(current->state);
4276         do {
4277                 __schedule(false);
4278         } while (need_resched());
4279 }
4280
4281 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4282 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4283 {
4284         /*
4285          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4286          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4287          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4288          * we find a better solution.
4289          *
4290          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4291          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4292          * too frequently to make sense yet.
4293          */
4294         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4295         schedule();
4296         exception_exit(prev_state);
4297 }
4298 #endif
4299
4300 /**
4301  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4302  *
4303  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4304  */
4305 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4306 {
4307         sched_preempt_enable_no_resched();
4308         schedule();
4309         preempt_disable();
4310 }
4311
4312 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4313 {
4314         do {
4315                 /*
4316                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4317                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4318                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4319                  * by the function tracer will call this function again and
4320                  * cause infinite recursion.
4321                  *
4322                  * Preemption must be disabled here before the function
4323                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4324                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4325                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4326                  * which can also be traced by the function tracer.
4327                  */
4328                 preempt_disable_notrace();
4329                 preempt_latency_start(1);
4330                 __schedule(true);
4331                 preempt_latency_stop(1);
4332                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4333
4334                 /*
4335                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4336                  * between schedule and now.
4337                  */
4338         } while (need_resched());
4339 }
4340
4341 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4342 /*
4343  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4344  * off of preempt_enable.
4345  */
4346 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4347 {
4348         /*
4349          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4350          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4351          */
4352         if (likely(!preemptible()))
4353                 return;
4354
4355         preempt_schedule_common();
4356 }
4357 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4358 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4359
4360 /**
4361  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4362  *
4363  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4364  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4365  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4366  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4367  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4368  * to be called when the system is still in usermode.
4369  *
4370  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4371  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4372  * calling the scheduler.
4373  */
4374 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4375 {
4376         enum ctx_state prev_ctx;
4377
4378         if (likely(!preemptible()))
4379                 return;
4380
4381         do {
4382                 /*
4383                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4384                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4385                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4386                  * by the function tracer will call this function again and
4387                  * cause infinite recursion.
4388                  *
4389                  * Preemption must be disabled here before the function
4390                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4391                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4392                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4393                  * which can also be traced by the function tracer.
4394                  */
4395                 preempt_disable_notrace();
4396                 preempt_latency_start(1);
4397                 /*
4398                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4399                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4400                  * an infinite recursion.
4401                  */
4402                 prev_ctx = exception_enter();
4403                 __schedule(true);
4404                 exception_exit(prev_ctx);
4405
4406                 preempt_latency_stop(1);
4407                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4408         } while (need_resched());
4409 }
4410 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4411
4412 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4413
4414 /*
4415  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4416  * off of irq context.
4417  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4418  * protect us against recursive calling from irq.
4419  */
4420 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4421 {
4422         enum ctx_state prev_state;
4423
4424         /* Catch callers which need to be fixed */
4425         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4426
4427         prev_state = exception_enter();
4428
4429         do {
4430                 preempt_disable();
4431                 local_irq_enable();
4432                 __schedule(true);
4433                 local_irq_disable();
4434                 sched_preempt_enable_no_resched();
4435         } while (need_resched());
4436
4437         exception_exit(prev_state);
4438 }
4439
4440 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4441                           void *key)
4442 {
4443         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4444 }
4445 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4446
4447 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4448
4449 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4450 {
4451         if (pi_task)
4452                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4453
4454         return prio;
4455 }
4456
4457 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4458 {
4459         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4460
4461         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4462 }
4463
4464 /*
4465  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4466  * @p: task to boost
4467  * @pi_task: donor task
4468  *
4469  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4470  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4471  *
4472  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4473  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4474  */
4475 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4476 {
4477         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4478                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4479         const struct sched_class *prev_class;
4480         struct rq_flags rf;
4481         struct rq *rq;
4482
4483         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4484         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4485
4486         /*
4487          * If nothing changed; bail early.
4488          */
4489         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4490                 return;
4491
4492         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4493         update_rq_clock(rq);
4494         /*
4495          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4496          * either lock.
4497          *
4498          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4499          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4500          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4501          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4502          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4503          */
4504         p->pi_top_task = pi_task;
4505
4506         /*
4507          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4508          */
4509         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4510                 goto out_unlock;
4511
4512         /*
4513          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4514          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4515          *
4516          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4517          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4518          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4519          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4520          * with interrupts disabled and will complete the lock
4521          * protected section without being interrupted. So there is no
4522          * real need to boost.
4523          */
4524         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4525                 WARN_ON(p != rq->curr);
4526                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4527                 goto out_unlock;
4528         }
4529
4530         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4531         oldprio = p->prio;
4532
4533         if (oldprio == prio)
4534                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4535
4536         prev_class = p->sched_class;
4537         queued = task_on_rq_queued(p);
4538         running = task_current(rq, p);
4539         if (queued)
4540                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4541         if (running)
4542                 put_prev_task(rq, p);
4543
4544         /*
4545          * Boosting condition are:
4546          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4547          *      --> -dl task blocks on mutex A
4548          *
4549          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4550          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4551          *          running task
4552          */
4553         if (dl_prio(prio)) {
4554                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4555                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
4556                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4557                         p->dl.dl_boosted = 1;
4558                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4559                 } else
4560                         p->dl.dl_boosted = 0;
4561                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4562         } else if (rt_prio(prio)) {
4563                 if (dl_prio(oldprio))
4564                         p->dl.dl_boosted = 0;
4565                 if (oldprio < prio)
4566                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4567                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4568         } else {
4569                 if (dl_prio(oldprio))
4570                         p->dl.dl_boosted = 0;
4571                 if (rt_prio(oldprio))
4572                         p->rt.timeout = 0;
4573                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4574         }
4575
4576         p->prio = prio;
4577
4578         if (queued)
4579                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4580         if (running)
4581                 set_next_task(rq, p);
4582
4583         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4584 out_unlock:
4585         /* Avoid rq from going away on us: */
4586         preempt_disable();
4587         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4588
4589         balance_callback(rq);
4590         preempt_enable();
4591 }
4592 #else
4593 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4594 {
4595         return prio;
4596 }
4597 #endif
4598
4599 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4600 {
4601         bool queued, running;
4602         int old_prio, delta;
4603         struct rq_flags rf;
4604         struct rq *rq;
4605
4606         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4607                 return;
4608         /*
4609          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4610          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4611          */
4612         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4613         update_rq_clock(rq);
4614
4615         /*
4616          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4617          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4618          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4619          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4620          */
4621         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4622                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4623                 goto out_unlock;
4624         }
4625         queued = task_on_rq_queued(p);
4626         running = task_current(rq, p);
4627         if (queued)
4628                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4629         if (running)
4630                 put_prev_task(rq, p);
4631
4632         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4633         set_load_weight(p, true);
4634         old_prio = p->prio;
4635         p->prio = effective_prio(p);
4636         delta = p->prio - old_prio;
4637
4638         if (queued) {
4639                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4640                 /*
4641                  * If the task increased its priority or is running and
4642                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4643                  */
4644                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
4645                         resched_curr(rq);
4646         }
4647         if (running)
4648                 set_next_task(rq, p);
4649 out_unlock:
4650         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4651 }
4652 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4653
4654 /*
4655  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4656  * @p: task
4657  * @nice: nice value
4658  */
4659 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4660 {
4661         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4662         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4663
4664         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4665                 capable(CAP_SYS_NICE));
4666 }
4667
4668 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4669
4670 /*
4671  * sys_nice - change the priority of the current process.
4672  * @increment: priority increment
4673  *
4674  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4675  * does similar things.
4676  */
4677 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4678 {
4679         long nice, retval;
4680
4681         /*
4682          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4683          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4684          * and we have a single winner.
4685          */
4686         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4687         nice = task_nice(current) + increment;
4688
4689         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4690         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4691                 return -EPERM;
4692
4693         retval = security_task_setnice(current, nice);
4694         if (retval)
4695                 return retval;
4696
4697         set_user_nice(current, nice);
4698         return 0;
4699 }
4700
4701 #endif
4702
4703 /**
4704  * task_prio - return the priority value of a given task.
4705  * @p: the task in question.
4706  *
4707  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4708  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4709  * around 0, value goes from -16 to +15.
4710  */
4711 int task_prio(const struct task_struct *p)
4712 {
4713         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4714 }
4715
4716 /**
4717  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4718  * @cpu: the processor in question.
4719  *
4720  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4721  */
4722 int idle_cpu(int cpu)
4723 {
4724         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4725
4726         if (rq->curr != rq->idle)
4727                 return 0;
4728
4729         if (rq->nr_running)
4730                 return 0;
4731
4732 #ifdef CONFIG_SMP
4733         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4734                 return 0;
4735 #endif
4736
4737         return 1;
4738 }
4739
4740 /**
4741  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4742  * @cpu: the CPU in question.
4743  *
4744  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4745  */
4746 int available_idle_cpu(int cpu)
4747 {
4748         if (!idle_cpu(cpu))
4749                 return 0;
4750
4751         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4752                 return 0;
4753
4754         return 1;
4755 }
4756
4757 /**
4758  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4759  * @cpu: the processor in question.
4760  *
4761  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4762  */
4763 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4764 {
4765         return cpu_rq(cpu)->idle;
4766 }
4767
4768 /**
4769  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4770  * @pid: the pid in question.
4771  *
4772  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4773  */
4774 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4775 {
4776         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4777 }
4778
4779 /*
4780  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4781  * it calls know not to change it.
4782  */
4783 #define SETPARAM_POLICY -1
4784
4785 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4786                 const struct sched_attr *attr)
4787 {
4788         int policy = attr->sched_policy;
4789
4790         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4791                 policy = p->policy;
4792
4793         p->policy = policy;
4794
4795         if (dl_policy(policy))
4796                 __setparam_dl(p, attr);
4797         else if (fair_policy(policy))
4798                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4799
4800         /*
4801          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4802          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4803          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4804          */
4805         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4806         p->normal_prio = normal_prio(p);
4807         set_load_weight(p, true);
4808 }
4809
4810 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4811 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4812                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4813 {
4814         /*
4815          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4816          * either.
4817          */
4818         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4819                 return;
4820
4821         __setscheduler_params(p, attr);
4822
4823         /*
4824          * Keep a potential priority boosting if called from
4825          * sched_setscheduler().
4826          */
4827         p->prio = normal_prio(p);
4828         if (keep_boost)
4829                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4830
4831         if (dl_prio(p->prio))
4832                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4833         else if (rt_prio(p->prio))
4834                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4835         else
4836                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4837 }
4838
4839 /*
4840  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4841  */
4842 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4843 {
4844         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4845         bool match;
4846
4847         rcu_read_lock();
4848         pcred = __task_cred(p);
4849         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4850                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4851         rcu_read_unlock();
4852         return match;
4853 }
4854
4855 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4856                                 const struct sched_attr *attr,
4857                                 bool user, bool pi)
4858 {
4859         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4860                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4861         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4862         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4863         const struct sched_class *prev_class;
4864         struct rq_flags rf;
4865         int reset_on_fork;
4866         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4867         struct rq *rq;
4868
4869         /* The pi code expects interrupts enabled */
4870         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4871 recheck:
4872         /* Double check policy once rq lock held: */
4873         if (policy < 0) {
4874                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4875                 policy = oldpolicy = p->policy;
4876         } else {
4877                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4878
4879                 if (!valid_policy(policy))
4880                         return -EINVAL;
4881         }
4882
4883         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4884                 return -EINVAL;
4885
4886         /*
4887          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4888          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4889          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4890          */
4891         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4892             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4893                 return -EINVAL;
4894         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4895             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4896                 return -EINVAL;
4897
4898         /*
4899          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4900          */
4901         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4902                 if (fair_policy(policy)) {
4903                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4904                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4905                                 return -EPERM;
4906                 }
4907
4908                 if (rt_policy(policy)) {
4909                         unsigned long rlim_rtprio =
4910                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4911
4912                         /* Can't set/change the rt policy: */
4913                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4914                                 return -EPERM;
4915
4916                         /* Can't increase priority: */
4917                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4918                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4919                                 return -EPERM;
4920                 }
4921
4922                  /*
4923                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4924                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4925                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4926                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4927                   */
4928                 if (dl_policy(policy))
4929                         return -EPERM;
4930
4931                 /*
4932                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4933                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4934                  */
4935                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4936                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4937                                 return -EPERM;
4938                 }
4939
4940                 /* Can't change other user's priorities: */
4941                 if (!check_same_owner(p))
4942                         return -EPERM;
4943
4944                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4945                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4946                         return -EPERM;
4947         }
4948
4949         if (user) {
4950                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4951                         return -EINVAL;
4952
4953                 retval = security_task_setscheduler(p);
4954                 if (retval)
4955                         return retval;
4956         }
4957
4958         /* Update task specific "requested" clamps */
4959         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4960                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4961                 if (retval)
4962                         return retval;
4963         }
4964
4965         if (pi)
4966                 cpuset_read_lock();
4967
4968         /*
4969          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4970          * changing the priority of the task:
4971          *
4972          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4973          * runqueue lock must be held.
4974          */
4975         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4976         update_rq_clock(rq);
4977
4978         /*
4979          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4980          */
4981         if (p == rq->stop) {
4982                 retval = -EINVAL;
4983                 goto unlock;
4984         }
4985
4986         /*
4987          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4988          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4989          */
4990         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4991                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4992                         goto change;
4993                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4994                         goto change;
4995                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4996                         goto change;
4997                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4998                         goto change;
4999
5000                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5001                 retval = 0;
5002                 goto unlock;
5003         }
5004 change:
5005
5006         if (user) {
5007 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5008                 /*
5009                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5010                  * assigned.
5011                  */
5012                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5013                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5014                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5015                         retval = -EPERM;
5016                         goto unlock;
5017                 }
5018 #endif
5019 #ifdef CONFIG_SMP
5020                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
5021                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
5022                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
5023
5024                         /*
5025                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
5026                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
5027                          * will also fail if there's no bandwidth available.
5028                          */
5029                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
5030                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
5031                                 retval = -EPERM;
5032                                 goto unlock;
5033                         }
5034                 }
5035 #endif
5036         }
5037
5038         /* Re-check policy now with rq lock held: */
5039         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5040                 policy = oldpolicy = -1;
5041                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5042                 if (pi)
5043                         cpuset_read_unlock();
5044                 goto recheck;
5045         }
5046
5047         /*
5048          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
5049          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
5050          * is available.
5051          */
5052         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
5053                 retval = -EBUSY;
5054                 goto unlock;
5055         }
5056
5057         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5058         oldprio = p->prio;
5059
5060         if (pi) {
5061                 /*
5062                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
5063                  * effective priority is unchanged, we just store the new
5064                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
5065                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
5066                  * itself.
5067                  */
5068                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
5069                 if (new_effective_prio == oldprio)
5070                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
5071         }
5072
5073         queued = task_on_rq_queued(p);
5074         running = task_current(rq, p);
5075         if (queued)
5076                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
5077         if (running)
5078                 put_prev_task(rq, p);
5079
5080         prev_class = p->sched_class;
5081
5082         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5083         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5084
5085         if (queued) {
5086                 /*
5087                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5088                  * increased (user space view).
5089                  */
5090                 if (oldprio < p->prio)
5091                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5092
5093                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5094         }
5095         if (running)
5096                 set_next_task(rq, p);
5097
5098         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5099
5100         /* Avoid rq from going away on us: */
5101         preempt_disable();
5102         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5103
5104         if (pi) {
5105                 cpuset_read_unlock();
5106                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5107         }
5108
5109         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5110         balance_callback(rq);
5111         preempt_enable();
5112
5113         return 0;
5114
5115 unlock:
5116         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5117         if (pi)
5118                 cpuset_read_unlock();
5119         return retval;
5120 }
5121
5122 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5123                                const struct sched_param *param, bool check)
5124 {
5125         struct sched_attr attr = {
5126                 .sched_policy   = policy,
5127                 .sched_priority = param->sched_priority,
5128                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5129         };
5130
5131         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5132         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5133                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5134                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5135                 attr.sched_policy = policy;
5136         }
5137
5138         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5139 }
5140 /**
5141  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5142  * @p: the task in question.
5143  * @policy: new policy.
5144  * @param: structure containing the new RT priority.
5145  *
5146  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5147  *
5148  * NOTE that the task may be already dead.
5149  */
5150 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5151                        const struct sched_param *param)
5152 {
5153         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5154 }
5155 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5156
5157 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5158 {
5159         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5160 }
5161 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5162
5163 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5164 {
5165         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5166 }
5167
5168 /**
5169  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5170  * @p: the task in question.
5171  * @policy: new policy.
5172  * @param: structure containing the new RT priority.
5173  *
5174  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5175  * current context has permission.  For example, this is needed in
5176  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5177  * but our caller might not have that capability.
5178  *
5179  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5180  */
5181 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5182                                const struct sched_param *param)
5183 {
5184         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5185 }
5186 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5187
5188 static int
5189 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5190 {
5191         struct sched_param lparam;
5192         struct task_struct *p;
5193         int retval;
5194
5195         if (!param || pid < 0)
5196                 return -EINVAL;
5197         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5198                 return -EFAULT;
5199
5200         rcu_read_lock();
5201         retval = -ESRCH;
5202         p = find_process_by_pid(pid);
5203         if (likely(p))
5204                 get_task_struct(p);
5205         rcu_read_unlock();
5206
5207         if (likely(p)) {
5208                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5209                 put_task_struct(p);
5210         }
5211
5212         return retval;
5213 }
5214
5215 /*
5216  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5217  */
5218 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5219 {
5220         u32 size;
5221         int ret;
5222
5223         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5224         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5225
5226         ret = get_user(size, &uattr->size);
5227         if (ret)
5228                 return ret;
5229
5230         /* ABI compatibility quirk: */
5231         if (!size)
5232                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5233         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5234                 goto err_size;
5235
5236         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5237         if (ret) {
5238                 if (ret == -E2BIG)
5239                         goto err_size;
5240                 return ret;
5241         }
5242
5243         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5244             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5245                 return -EINVAL;
5246
5247         /*
5248          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5249          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5250          */
5251         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5252
5253         return 0;
5254
5255 err_size:
5256         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5257         return -E2BIG;
5258 }
5259
5260 /**
5261  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5262  * @pid: the pid in question.
5263  * @policy: new policy.
5264  * @param: structure containing the new RT priority.
5265  *
5266  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5267  */
5268 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5269 {
5270         if (policy < 0)
5271                 return -EINVAL;
5272
5273         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5274 }
5275
5276 /**
5277  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5278  * @pid: the pid in question.
5279  * @param: structure containing the new RT priority.
5280  *
5281  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5282  */
5283 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5284 {
5285         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5286 }
5287
5288 /**
5289  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5290  * @pid: the pid in question.
5291  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5292  * @flags: for future extension.
5293  */
5294 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5295                                unsigned int, flags)
5296 {
5297         struct sched_attr attr;
5298         struct task_struct *p;
5299         int retval;
5300
5301         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5302                 return -EINVAL;
5303
5304         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5305         if (retval)
5306                 return retval;
5307
5308         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5309                 return -EINVAL;
5310         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5311                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5312
5313         rcu_read_lock();
5314         retval = -ESRCH;
5315         p = find_process_by_pid(pid);
5316         if (likely(p))
5317                 get_task_struct(p);
5318         rcu_read_unlock();
5319
5320         if (likely(p)) {
5321                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5322                 put_task_struct(p);
5323         }
5324
5325         return retval;
5326 }
5327
5328 /**
5329  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5330  * @pid: the pid in question.
5331  *
5332  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5333  * code.
5334  */
5335 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5336 {
5337         struct task_struct *p;
5338         int retval;
5339
5340         if (pid < 0)
5341                 return -EINVAL;
5342
5343         retval = -ESRCH;
5344         rcu_read_lock();
5345         p = find_process_by_pid(pid);
5346         if (p) {
5347                 retval = security_task_getscheduler(p);
5348                 if (!retval)
5349                         retval = p->policy
5350                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5351         }
5352         rcu_read_unlock();
5353         return retval;
5354 }
5355
5356 /**
5357  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5358  * @pid: the pid in question.
5359  * @param: structure containing the RT priority.
5360  *
5361  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5362  * code.
5363  */
5364 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5365 {
5366         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5367         struct task_struct *p;
5368         int retval;
5369
5370         if (!param || pid < 0)
5371                 return -EINVAL;
5372
5373         rcu_read_lock();
5374         p = find_process_by_pid(pid);
5375         retval = -ESRCH;
5376         if (!p)
5377                 goto out_unlock;
5378
5379         retval = security_task_getscheduler(p);
5380         if (retval)
5381                 goto out_unlock;
5382
5383         if (task_has_rt_policy(p))
5384                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5385         rcu_read_unlock();
5386
5387         /*
5388          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5389          */
5390         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5391
5392         return retval;
5393
5394 out_unlock:
5395         rcu_read_unlock();
5396         return retval;
5397 }
5398
5399 /*
5400  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5401  * than what user-space knows about) to user-space.
5402  *
5403  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5404  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5405  * have the same size.
5406  */
5407 static int
5408 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5409                         struct sched_attr *kattr,
5410                         unsigned int usize)
5411 {
5412         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5413
5414         if (!access_ok(uattr, usize))
5415                 return -EFAULT;
5416
5417         /*
5418          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5419          *
5420          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5421          *
5422          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5423          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5424          *
5425          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5426          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5427          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5428          * which is set to ksize in this case.
5429          */
5430         kattr->size = min(usize, ksize);
5431
5432         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5433                 return -EFAULT;
5434
5435         return 0;
5436 }
5437
5438 /**
5439  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5440  * @pid: the pid in question.
5441  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5442  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5443  * @flags: for future extension.
5444  */
5445 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5446                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5447 {
5448         struct sched_attr kattr = { };
5449         struct task_struct *p;
5450         int retval;
5451
5452         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5453             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5454                 return -EINVAL;
5455
5456         rcu_read_lock();
5457         p = find_process_by_pid(pid);
5458         retval = -ESRCH;
5459         if (!p)
5460                 goto out_unlock;
5461
5462         retval = security_task_getscheduler(p);
5463         if (retval)
5464                 goto out_unlock;
5465
5466         kattr.sched_policy = p->policy;
5467         if (p->sched_reset_on_fork)
5468                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5469         if (task_has_dl_policy(p))
5470                 __getparam_dl(p, &kattr);
5471         else if (task_has_rt_policy(p))
5472                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5473         else
5474                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5475
5476 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5477         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5478         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5479 #endif
5480
5481         rcu_read_unlock();
5482
5483         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5484
5485 out_unlock:
5486         rcu_read_unlock();
5487         return retval;
5488 }
5489
5490 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5491 {
5492         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5493         struct task_struct *p;
5494         int retval;
5495
5496         rcu_read_lock();
5497
5498         p = find_process_by_pid(pid);
5499         if (!p) {
5500                 rcu_read_unlock();
5501                 return -ESRCH;
5502         }
5503
5504         /* Prevent p going away */
5505         get_task_struct(p);
5506         rcu_read_unlock();
5507
5508         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5509                 retval = -EINVAL;
5510                 goto out_put_task;
5511         }
5512         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5513                 retval = -ENOMEM;
5514                 goto out_put_task;
5515         }
5516         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5517                 retval = -ENOMEM;
5518                 goto out_free_cpus_allowed;
5519         }
5520         retval = -EPERM;
5521         if (!check_same_owner(p)) {
5522                 rcu_read_lock();
5523                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5524                         rcu_read_unlock();
5525                         goto out_free_new_mask;
5526                 }
5527                 rcu_read_unlock();
5528         }
5529
5530         retval = security_task_setscheduler(p);
5531         if (retval)
5532                 goto out_free_new_mask;
5533
5534
5535         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5536         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5537
5538         /*
5539          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5540          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5541          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5542          * root_domain.
5543          */
5544 #ifdef CONFIG_SMP
5545         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5546                 rcu_read_lock();
5547                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5548                         retval = -EBUSY;
5549                         rcu_read_unlock();
5550                         goto out_free_new_mask;
5551                 }
5552                 rcu_read_unlock();
5553         }
5554 #endif
5555 again:
5556         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5557
5558         if (!retval) {
5559                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5560                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5561                         /*
5562                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5563                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5564                          * cpuset's cpus_allowed
5565                          */
5566                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5567                         goto again;
5568                 }
5569         }
5570 out_free_new_mask:
5571         free_cpumask_var(new_mask);
5572 out_free_cpus_allowed:
5573         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5574 out_put_task:
5575         put_task_struct(p);
5576         return retval;
5577 }
5578
5579 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5580                              struct cpumask *new_mask)
5581 {
5582         if (len < cpumask_size())
5583                 cpumask_clear(new_mask);
5584         else if (len > cpumask_size())
5585                 len = cpumask_size();
5586
5587         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5588 }
5589
5590 /**
5591  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5592  * @pid: pid of the process
5593  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5594  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5595  *
5596  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5597  */
5598 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5599                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5600 {
5601         cpumask_var_t new_mask;
5602         int retval;
5603
5604         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5605                 return -ENOMEM;
5606
5607         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5608         if (retval == 0)
5609                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5610         free_cpumask_var(new_mask);
5611         return retval;
5612 }
5613
5614 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5615 {
5616         struct task_struct *p;
5617         unsigned long flags;
5618         int retval;
5619
5620         rcu_read_lock();
5621
5622         retval = -ESRCH;
5623         p = find_process_by_pid(pid);
5624         if (!p)
5625                 goto out_unlock;
5626
5627         retval = security_task_getscheduler(p);
5628         if (retval)
5629                 goto out_unlock;
5630
5631         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5632         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5633         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5634
5635 out_unlock:
5636         rcu_read_unlock();
5637
5638         return retval;
5639 }
5640
5641 /**
5642  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5643  * @pid: pid of the process
5644  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5645  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5646  *
5647  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5648  * error code otherwise.
5649  */
5650 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5651                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5652 {
5653         int ret;
5654         cpumask_var_t mask;
5655
5656         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5657                 return -EINVAL;
5658         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5659                 return -EINVAL;
5660
5661         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5662                 return -ENOMEM;
5663
5664         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5665         if (ret == 0) {
5666                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5667
5668                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5669                         ret = -EFAULT;
5670                 else
5671                         ret = retlen;
5672         }
5673         free_cpumask_var(mask);
5674
5675         return ret;
5676 }
5677
5678 /**
5679  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5680  *
5681  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5682  * other threads running on this CPU then this function will return.
5683  *
5684  * Return: 0.
5685  */
5686 static void do_sched_yield(void)
5687 {
5688         struct rq_flags rf;
5689         struct rq *rq;
5690
5691         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5692
5693         schedstat_inc(rq->yld_count);
5694         current->sched_class->yield_task(rq);
5695
5696         preempt_disable();
5697         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5698         sched_preempt_enable_no_resched();
5699
5700         schedule();
5701 }
5702
5703 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5704 {
5705         do_sched_yield();
5706         return 0;
5707 }
5708
5709 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5710 int __sched _cond_resched(void)
5711 {
5712         if (should_resched(0)) {
5713                 preempt_schedule_common();
5714                 return 1;
5715         }
5716         rcu_all_qs();
5717         return 0;
5718 }
5719 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5720 #endif
5721
5722 /*
5723  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5724  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5725  *
5726  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5727  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5728  * spin_unlock(), once by hand).
5729  */
5730 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5731 {
5732         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5733         int ret = 0;
5734
5735         lockdep_assert_held(lock);
5736
5737         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5738                 spin_unlock(lock);
5739                 if (resched)
5740                         preempt_schedule_common();
5741                 else
5742                         cpu_relax();
5743                 ret = 1;
5744                 spin_lock(lock);
5745         }
5746         return ret;
5747 }
5748 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5749
5750 /**
5751  * yield - yield the current processor to other threads.
5752  *
5753  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5754  *
5755  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5756  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5757  * it, its already broken.
5758  *
5759  * Typical broken usage is:
5760  *
5761  * while (!event)
5762  *      yield();
5763  *
5764  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5765  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5766  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5767  *
5768  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5769  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5770  * If you still want to use yield(), do not!
5771  */
5772 void __sched yield(void)
5773 {
5774         set_current_state(TASK_RUNNING);
5775         do_sched_yield();
5776 }
5777 EXPORT_SYMBOL(yield);
5778
5779 /**
5780  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5781  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5782  * processor it's on.
5783  * @p: target task
5784  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5785  *
5786  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5787  * can't go away on us before we can do any checks.
5788  *
5789  * Return:
5790  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5791  *      false (0) if we failed to boost the target.
5792  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5793  */
5794 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5795 {
5796         struct task_struct *curr = current;
5797         struct rq *rq, *p_rq;
5798         unsigned long flags;
5799         int yielded = 0;
5800
5801         local_irq_save(flags);
5802         rq = this_rq();
5803
5804 again:
5805         p_rq = task_rq(p);
5806         /*
5807          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5808          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5809          */
5810         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5811                 yielded = -ESRCH;
5812                 goto out_irq;
5813         }
5814
5815         double_rq_lock(rq, p_rq);
5816         if (task_rq(p) != p_rq) {
5817                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5818                 goto again;
5819         }
5820
5821         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5822                 goto out_unlock;
5823
5824         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5825                 goto out_unlock;
5826
5827         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5828                 goto out_unlock;
5829
5830         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5831         if (yielded) {
5832                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5833                 /*
5834                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5835                  * fairness.
5836                  */
5837                 if (preempt && rq != p_rq)
5838                         resched_curr(p_rq);
5839         }
5840
5841 out_unlock:
5842         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5843 out_irq:
5844         local_irq_restore(flags);
5845
5846         if (yielded > 0)
5847                 schedule();
5848
5849         return yielded;
5850 }
5851 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5852
5853 int io_schedule_prepare(void)
5854 {
5855         int old_iowait = current->in_iowait;
5856
5857         current->in_iowait = 1;
5858         blk_schedule_flush_plug(current);
5859
5860         return old_iowait;
5861 }
5862
5863 void io_schedule_finish(int token)
5864 {
5865         current->in_iowait = token;
5866 }
5867
5868 /*
5869  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5870  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5871  */
5872 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5873 {
5874         int token;
5875         long ret;
5876
5877         token = io_schedule_prepare();
5878         ret = schedule_timeout(timeout);
5879         io_schedule_finish(token);
5880
5881         return ret;
5882 }
5883 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5884
5885 void __sched io_schedule(void)
5886 {
5887         int token;
5888
5889         token = io_schedule_prepare();
5890         schedule();
5891         io_schedule_finish(token);
5892 }
5893 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5894
5895 /**
5896  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5897  * @policy: scheduling class.
5898  *
5899  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5900  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5901  * On failure, a negative error code is returned.
5902  */
5903 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5904 {
5905         int ret = -EINVAL;
5906
5907         switch (policy) {
5908         case SCHED_FIFO:
5909         case SCHED_RR:
5910                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5911                 break;
5912         case SCHED_DEADLINE:
5913         case SCHED_NORMAL:
5914         case SCHED_BATCH:
5915         case SCHED_IDLE:
5916                 ret = 0;
5917                 break;
5918         }
5919         return ret;
5920 }
5921
5922 /**
5923  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5924  * @policy: scheduling class.
5925  *
5926  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5927  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5928  * On failure, a negative error code is returned.
5929  */
5930 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5931 {
5932         int ret = -EINVAL;
5933
5934         switch (policy) {
5935         case SCHED_FIFO:
5936         case SCHED_RR:
5937                 ret = 1;
5938                 break;
5939         case SCHED_DEADLINE:
5940         case SCHED_NORMAL:
5941         case SCHED_BATCH:
5942         case SCHED_IDLE:
5943                 ret = 0;
5944         }
5945         return ret;
5946 }
5947
5948 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5949 {
5950         struct task_struct *p;
5951         unsigned int time_slice;
5952         struct rq_flags rf;
5953         struct rq *rq;
5954         int retval;
5955
5956         if (pid < 0)
5957                 return -EINVAL;
5958
5959         retval = -ESRCH;
5960         rcu_read_lock();
5961         p = find_process_by_pid(pid);
5962         if (!p)
5963                 goto out_unlock;
5964
5965         retval = security_task_getscheduler(p);
5966         if (retval)
5967                 goto out_unlock;
5968
5969         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5970         time_slice = 0;
5971         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5972                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5973         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5974
5975         rcu_read_unlock();
5976         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5977         return 0;
5978
5979 out_unlock:
5980         rcu_read_unlock();
5981         return retval;
5982 }
5983
5984 /**
5985  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5986  * @pid: pid of the process.
5987  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5988  *
5989  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5990  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5991  *
5992  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5993  * an error code.
5994  */
5995 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5996                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5997 {
5998         struct timespec64 t;
5999         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6000
6001         if (retval == 0)
6002                 retval = put_timespec64(&t, interval);
6003
6004         return retval;
6005 }
6006
6007 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
6008 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
6009                 struct old_timespec32 __user *, interval)
6010 {
6011         struct timespec64 t;
6012         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
6013
6014         if (retval == 0)
6015                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
6016         return retval;
6017 }
6018 #endif
6019
6020 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6021 {
6022         unsigned long free = 0;
6023         int ppid;
6024
6025         if (!try_get_task_stack(p))
6026                 return;
6027
6028         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
6029
6030         if (p->state == TASK_RUNNING)
6031                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6032 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6033         free = stack_not_used(p);
6034 #endif
6035         ppid = 0;
6036         rcu_read_lock();
6037         if (pid_alive(p))
6038                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
6039         rcu_read_unlock();
6040         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6041                 task_pid_nr(p), ppid,
6042                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6043
6044         print_worker_info(KERN_INFO, p);
6045         show_stack(p, NULL);
6046         put_task_stack(p);
6047 }
6048 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
6049
6050 static inline bool
6051 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
6052 {
6053         /* no filter, everything matches */
6054         if (!state_filter)
6055                 return true;
6056
6057         /* filter, but doesn't match */
6058         if (!(p->state & state_filter))
6059                 return false;
6060
6061         /*
6062          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
6063          * TASK_KILLABLE).
6064          */
6065         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
6066                 return false;
6067
6068         return true;
6069 }
6070
6071
6072 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6073 {
6074         struct task_struct *g, *p;
6075
6076 #if BITS_PER_LONG == 32
6077         printk(KERN_INFO
6078                 "  task                PC stack   pid father\n");
6079 #else
6080         printk(KERN_INFO
6081                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6082 #endif
6083         rcu_read_lock();
6084         for_each_process_thread(g, p) {
6085                 /*
6086                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6087                  * console might take a lot of time:
6088                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6089                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6090                  * an IPI.
6091                  */
6092                 touch_nmi_watchdog();
6093                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6094                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6095                         sched_show_task(p);
6096         }
6097
6098 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6099         if (!state_filter)
6100                 sysrq_sched_debug_show();
6101 #endif
6102         rcu_read_unlock();
6103         /*
6104          * Only show locks if all tasks are dumped:
6105          */
6106         if (!state_filter)
6107                 debug_show_all_locks();
6108 }
6109
6110 /**
6111  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6112  * @idle: task in question
6113  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6114  *
6115  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6116  * flag, to make booting more robust.
6117  */
6118 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6119 {
6120         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6121         unsigned long flags;
6122
6123         __sched_fork(0, idle);
6124
6125         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6126         raw_spin_lock(&rq->lock);
6127
6128         idle->state = TASK_RUNNING;
6129         idle->se.exec_start = sched_clock();
6130         idle->flags |= PF_IDLE;
6131
6132         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6133
6134 #ifdef CONFIG_SMP
6135         /*
6136          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6137          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6138          *
6139          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6140          */
6141         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6142 #endif
6143         /*
6144          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6145          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6146          * lockdep check in task_group() will fail.
6147          *
6148          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6149          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6150          *
6151          * Silence PROVE_RCU
6152          */
6153         rcu_read_lock();
6154         __set_task_cpu(idle, cpu);
6155         rcu_read_unlock();
6156
6157         rq->idle = idle;
6158         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6159         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6160 #ifdef CONFIG_SMP
6161         idle->on_cpu = 1;
6162 #endif
6163         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6164         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6165
6166         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6167         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6168
6169         /*
6170          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6171          */
6172         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6173         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6174         vtime_init_idle(idle, cpu);
6175 #ifdef CONFIG_SMP
6176         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6177 #endif
6178 }
6179
6180 #ifdef CONFIG_SMP
6181
6182 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6183                               const struct cpumask *trial)
6184 {
6185         int ret = 1;
6186
6187         if (!cpumask_weight(cur))
6188                 return ret;
6189
6190         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6191
6192         return ret;
6193 }
6194
6195 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6196                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6197 {
6198         int ret = 0;
6199
6200         /*
6201          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6202          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6203          * affinity and isolating such threads by their set of
6204          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6205          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6206          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6207          * before cpus_mask may be changed.
6208          */
6209         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6210                 ret = -EINVAL;
6211                 goto out;
6212         }
6213
6214         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6215                                               cs_cpus_allowed))
6216                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6217
6218 out:
6219         return ret;
6220 }
6221
6222 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6223
6224 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6225 /* Migrate current task p to target_cpu */
6226 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6227 {
6228         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6229         int curr_cpu = task_cpu(p);
6230
6231         if (curr_cpu == target_cpu)
6232                 return 0;
6233
6234         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6235                 return -EINVAL;
6236
6237         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6238
6239         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6240         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6241 }
6242
6243 /*
6244  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6245  * tasks on the runqueues
6246  */
6247 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6248 {
6249         bool queued, running;
6250         struct rq_flags rf;
6251         struct rq *rq;
6252
6253         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6254         queued = task_on_rq_queued(p);
6255         running = task_current(rq, p);
6256
6257         if (queued)
6258                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6259         if (running)
6260                 put_prev_task(rq, p);
6261
6262         p->numa_preferred_nid = nid;
6263
6264         if (queued)
6265                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6266         if (running)
6267                 set_next_task(rq, p);
6268         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6269 }
6270 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6271
6272 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6273 /*
6274  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6275  * offline.
6276  */
6277 void idle_task_exit(void)
6278 {
6279         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6280
6281         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6282         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
6283
6284         if (mm != &init_mm) {
6285                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6286                 finish_arch_post_lock_switch();
6287         }
6288
6289         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
6290 }
6291
6292 /*
6293  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6294  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6295  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6296  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6297  * calculation.
6298  *
6299  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6300  */
6301 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6302 {
6303         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6304         if (delta)
6305                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6306 }
6307
6308 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6309 {
6310         const struct sched_class *class;
6311         struct task_struct *next;
6312
6313         for_each_class(class) {
6314                 next = class->pick_next_task(rq, NULL, NULL);
6315                 if (next) {
6316                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6317                         return next;
6318                 }
6319         }
6320
6321         /* The idle class should always have a runnable task */
6322         BUG();
6323 }
6324
6325 /*
6326  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6327  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6328  *
6329  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6330  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6331  * because of lock validation efforts.
6332  */
6333 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6334 {
6335         struct rq *rq = dead_rq;
6336         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6337         struct rq_flags orf = *rf;
6338         int dest_cpu;
6339
6340         /*
6341          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6342          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6343          *
6344          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6345          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6346          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6347          * done here.
6348          */
6349         rq->stop = NULL;
6350
6351         /*
6352          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6353          * class method both need to have an up-to-date
6354          * value of rq->clock[_task]
6355          */
6356         update_rq_clock(rq);
6357
6358         for (;;) {
6359                 /*
6360                  * There's this thread running, bail when that's the only
6361                  * remaining thread:
6362                  */
6363                 if (rq->nr_running == 1)
6364                         break;
6365
6366                 next = __pick_migrate_task(rq);
6367
6368                 /*
6369                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6370                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6371                  * stabilizes the mask.
6372                  *
6373                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6374                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6375                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6376                  */
6377                 rq_unlock(rq, rf);
6378                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6379                 rq_relock(rq, rf);
6380
6381                 /*
6382                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6383                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6384                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6385                  */
6386                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6387                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6388                         continue;
6389                 }
6390
6391                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6392                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6393                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6394                 if (rq != dead_rq) {
6395                         rq_unlock(rq, rf);
6396                         rq = dead_rq;
6397                         *rf = orf;
6398                         rq_relock(rq, rf);
6399                 }
6400                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6401         }
6402
6403         rq->stop = stop;
6404 }
6405 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6406
6407 void set_rq_online(struct rq *rq)
6408 {
6409         if (!rq->online) {
6410                 const struct sched_class *class;
6411
6412                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6413                 rq->online = 1;
6414
6415                 for_each_class(class) {
6416                         if (class->rq_online)
6417                                 class->rq_online(rq);
6418                 }
6419         }
6420 }
6421
6422 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6423 {
6424         if (rq->online) {
6425                 const struct sched_class *class;
6426
6427                 for_each_class(class) {
6428                         if (class->rq_offline)
6429                                 class->rq_offline(rq);
6430                 }
6431
6432                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6433                 rq->online = 0;
6434         }
6435 }
6436
6437 /*
6438  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6439  */
6440 static int num_cpus_frozen;
6441
6442 /*
6443  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6444  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6445  * around partition_sched_domains().
6446  *
6447  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6448  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6449  */
6450 static void cpuset_cpu_active(void)
6451 {
6452         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6453                 /*
6454                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6455                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6456                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6457                  * domain, ignoring cpusets.
6458                  */
6459                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6460                 if (--num_cpus_frozen)
6461                         return;
6462                 /*
6463                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6464                  * restore the original sched domains by considering the
6465                  * cpuset configurations.
6466                  */
6467                 cpuset_force_rebuild();
6468         }
6469         cpuset_update_active_cpus();
6470 }
6471
6472 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6473 {
6474         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6475                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6476                         return -EBUSY;
6477                 cpuset_update_active_cpus();
6478         } else {
6479                 num_cpus_frozen++;
6480                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6481         }
6482         return 0;
6483 }
6484
6485 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6486 {
6487         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6488         struct rq_flags rf;
6489
6490 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6491         /*
6492          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6493          */
6494         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6495                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6496 #endif
6497         set_cpu_active(cpu, true);
6498
6499         if (sched_smp_initialized) {
6500                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6501                 cpuset_cpu_active();
6502         }
6503
6504         /*
6505          * Put the rq online, if not already. This happens:
6506          *
6507          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6508          *    after all CPUs have been brought up.
6509          *
6510          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6511          *    domains.
6512          */
6513         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6514         if (rq->rd) {
6515                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6516                 set_rq_online(rq);
6517         }
6518         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6519
6520         return 0;
6521 }
6522
6523 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6524 {
6525         int ret;
6526
6527         set_cpu_active(cpu, false);
6528         /*
6529          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6530          * users of this state to go away such that all new such users will
6531          * observe it.
6532          *
6533          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6534          */
6535         synchronize_rcu();
6536
6537 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6538         /*
6539          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6540          */
6541         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6542                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6543 #endif
6544
6545         if (!sched_smp_initialized)
6546                 return 0;
6547
6548         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6549         if (ret) {
6550                 set_cpu_active(cpu, true);
6551                 return ret;
6552         }
6553         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6554         return 0;
6555 }
6556
6557 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6558 {
6559         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6560
6561         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6562         update_max_interval();
6563 }
6564
6565 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6566 {
6567         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6568         sched_tick_start(cpu);
6569         return 0;
6570 }
6571
6572 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6573 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6574 {
6575         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6576         struct rq_flags rf;
6577
6578         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6579         sched_ttwu_pending();
6580         sched_tick_stop(cpu);
6581
6582         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6583         if (rq->rd) {
6584                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6585                 set_rq_offline(rq);
6586         }
6587         migrate_tasks(rq, &rf);
6588         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6589         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6590
6591         calc_load_migrate(rq);
6592         update_max_interval();
6593         nohz_balance_exit_idle(rq);
6594         hrtick_clear(rq);
6595         return 0;
6596 }
6597 #endif
6598
6599 void __init sched_init_smp(void)
6600 {
6601         sched_init_numa();
6602
6603         /*
6604          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6605          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6606          * happen.
6607          */
6608         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6609         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6610         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6611
6612         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6613         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6614                 BUG();
6615         sched_init_granularity();
6616
6617         init_sched_rt_class();
6618         init_sched_dl_class();
6619
6620         sched_smp_initialized = true;
6621 }
6622
6623 static int __init migration_init(void)
6624 {
6625         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6626         return 0;
6627 }
6628 early_initcall(migration_init);
6629
6630 #else
6631 void __init sched_init_smp(void)
6632 {
6633         sched_init_granularity();
6634 }
6635 #endif /* CONFIG_SMP */
6636
6637 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6638 {
6639         return in_lock_functions(addr) ||
6640                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6641                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6642 }
6643
6644 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6645 /*
6646  * Default task group.
6647  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6648  */
6649 struct task_group root_task_group;
6650 LIST_HEAD(task_groups);
6651
6652 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6653 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6654 #endif
6655
6656 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6657 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6658
6659 void __init sched_init(void)
6660 {
6661         unsigned long ptr = 0;
6662         int i;
6663
6664         wait_bit_init();
6665
6666 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6667         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6668 #endif
6669 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6670         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6671 #endif
6672         if (ptr) {
6673                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6674
6675 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6676                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6677                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6678
6679                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6680                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6681
6682 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6683 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6684                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6685                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6686
6687                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6688                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6689
6690 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6691         }
6692 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6693         for_each_possible_cpu(i) {
6694                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6695                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6696                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6697                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6698         }
6699 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6700
6701         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6702         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6703
6704 #ifdef CONFIG_SMP
6705         init_defrootdomain();
6706 #endif
6707
6708 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6709         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6710                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6711 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6712
6713 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6714         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6715
6716         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6717         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6718         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6719         autogroup_init(&init_task);
6720 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6721
6722         for_each_possible_cpu(i) {
6723                 struct rq *rq;
6724
6725                 rq = cpu_rq(i);
6726                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6727                 rq->nr_running = 0;
6728                 rq->calc_load_active = 0;
6729                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6730                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6731                 init_rt_rq(&rq->rt);
6732                 init_dl_rq(&rq->dl);
6733 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6734                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6735                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6736                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6737                 /*
6738                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6739                  *
6740                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6741                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6742                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6743                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6744                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6745                  * (se->load.weight).
6746                  *
6747                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6748                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6749                  * then A0's share of the CPU resource is:
6750                  *
6751                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6752                  *
6753                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6754                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6755                  */
6756                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6757                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6758 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6759
6760                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6761 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6762                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6763 #endif
6764 #ifdef CONFIG_SMP
6765                 rq->sd = NULL;
6766                 rq->rd = NULL;
6767                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6768                 rq->balance_callback = NULL;
6769                 rq->active_balance = 0;
6770                 rq->next_balance = jiffies;
6771                 rq->push_cpu = 0;
6772                 rq->cpu = i;
6773                 rq->online = 0;
6774                 rq->idle_stamp = 0;
6775                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6776                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6777
6778                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6779
6780                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6781 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6782                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6783                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6784                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6785 #endif
6786 #endif /* CONFIG_SMP */
6787                 hrtick_rq_init(rq);
6788                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6789         }
6790
6791         set_load_weight(&init_task, false);
6792
6793         /*
6794          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6795          */
6796         mmgrab(&init_mm);
6797         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6798
6799         /*
6800          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6801          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6802          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6803          * when this runqueue becomes "idle".
6804          */
6805         init_idle(current, smp_processor_id());
6806
6807         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6808
6809 #ifdef CONFIG_SMP
6810         idle_thread_set_boot_cpu();
6811 #endif
6812         init_sched_fair_class();
6813
6814         init_schedstats();
6815
6816         psi_init();
6817
6818         init_uclamp();
6819
6820         scheduler_running = 1;
6821 }
6822
6823 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6824 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6825 {
6826         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6827
6828         return (nested == preempt_offset);
6829 }
6830
6831 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6832 {
6833         /*
6834          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6835          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6836          * otherwise we will destroy state.
6837          */
6838         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6839                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6840                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6841                         current->state,
6842                         (void *)current->task_state_change,
6843                         (void *)current->task_state_change);
6844
6845         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6846 }
6847 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6848
6849 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6850 {
6851         /* Ratelimiting timestamp: */
6852         static unsigned long prev_jiffy;
6853
6854         unsigned long preempt_disable_ip;
6855
6856         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6857         rcu_sleep_check();
6858
6859         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6860              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6861             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6862             oops_in_progress)
6863                 return;
6864
6865         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6866                 return;
6867         prev_jiffy = jiffies;
6868
6869         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6870         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6871
6872         printk(KERN_ERR
6873                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6874                         file, line);
6875         printk(KERN_ERR
6876                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6877                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6878                         current->pid, current->comm);
6879
6880         if (task_stack_end_corrupted(current))
6881                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6882
6883         debug_show_held_locks(current);
6884         if (irqs_disabled())
6885                 print_irqtrace_events(current);
6886         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6887             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6888                 pr_err("Preemption disabled at:");
6889                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6890                 pr_cont("\n");
6891         }
6892         dump_stack();
6893         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6894 }
6895 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6896
6897 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6898 {
6899         static unsigned long prev_jiffy;
6900
6901         if (irqs_disabled())
6902                 return;
6903
6904         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6905                 return;
6906
6907         if (preempt_count() > preempt_offset)
6908                 return;
6909
6910         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6911                 return;
6912         prev_jiffy = jiffies;
6913
6914         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6915         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6916                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6917                         current->pid, current->comm);
6918
6919         debug_show_held_locks(current);
6920         dump_stack();
6921         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6922 }
6923 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6924 #endif
6925
6926 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6927 void normalize_rt_tasks(void)
6928 {
6929         struct task_struct *g, *p;
6930         struct sched_attr attr = {
6931                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6932         };
6933
6934         read_lock(&tasklist_lock);
6935         for_each_process_thread(g, p) {
6936                 /*
6937                  * Only normalize user tasks:
6938                  */
6939                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6940                         continue;
6941
6942                 p->se.exec_start = 0;
6943                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6944                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6945                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6946
6947                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6948                         /*
6949                          * Renice negative nice level userspace
6950                          * tasks back to 0:
6951                          */
6952                         if (task_nice(p) < 0)
6953                                 set_user_nice(p, 0);
6954                         continue;
6955                 }
6956
6957                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6958         }
6959         read_unlock(&tasklist_lock);
6960 }
6961
6962 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6963
6964 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6965 /*
6966  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6967  *
6968  * They can only be called when the whole system has been
6969  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6970  * activity can take place. Using them for anything else would
6971  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6972  * under any other configuration.
6973  */
6974
6975 /**
6976  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6977  * @cpu: the processor in question.
6978  *
6979  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6980  *
6981  * Return: The current task for @cpu.
6982  */
6983 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6984 {
6985         return cpu_curr(cpu);
6986 }
6987
6988 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6989
6990 #ifdef CONFIG_IA64
6991 /**
6992  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6993  * @cpu: the processor in question.
6994  * @p: the task pointer to set.
6995  *
6996  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6997  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6998  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6999  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7000  * and caller must save the original value of the current task (see
7001  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7002  * re-starting the system.
7003  *
7004  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7005  */
7006 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7007 {
7008         cpu_curr(cpu) = p;
7009 }
7010
7011 #endif
7012
7013 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7014 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7015 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7016
7017 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
7018                                             struct task_group *parent)
7019 {
7020 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7021         enum uclamp_id clamp_id;
7022
7023         for_each_clamp_id(clamp_id) {
7024                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
7025                               uclamp_none(clamp_id), false);
7026                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
7027         }
7028 #endif
7029 }
7030
7031 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7032 {
7033         free_fair_sched_group(tg);
7034         free_rt_sched_group(tg);
7035         autogroup_free(tg);
7036         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7037 }
7038
7039 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7040 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7041 {
7042         struct task_group *tg;
7043
7044         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7045         if (!tg)
7046                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7047
7048         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7049                 goto err;
7050
7051         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7052                 goto err;
7053
7054         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
7055
7056         return tg;
7057
7058 err:
7059         sched_free_group(tg);
7060         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7061 }
7062
7063 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7064 {
7065         unsigned long flags;
7066
7067         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7068         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7069
7070         /* Root should already exist: */
7071         WARN_ON(!parent);
7072
7073         tg->parent = parent;
7074         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7075         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7076         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7077
7078         online_fair_sched_group(tg);
7079 }
7080
7081 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7082 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7083 {
7084         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7085         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7086 }
7087
7088 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7089 {
7090         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7091         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7092 }
7093
7094 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7095 {
7096         unsigned long flags;
7097
7098         /* End participation in shares distribution: */
7099         unregister_fair_sched_group(tg);
7100
7101         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7102         list_del_rcu(&tg->list);
7103         list_del_rcu(&tg->siblings);
7104         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7105 }
7106
7107 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7108 {
7109         struct task_group *tg;
7110
7111         /*
7112          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7113          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7114          * to prevent lockdep warnings.
7115          */
7116         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7117                           struct task_group, css);
7118         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7119         tsk->sched_task_group = tg;
7120
7121 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7122         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7123                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7124         else
7125 #endif
7126                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7127 }
7128
7129 /*
7130  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7131  *
7132  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7133  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7134  * its new group.
7135  */
7136 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7137 {
7138         int queued, running, queue_flags =
7139                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7140         struct rq_flags rf;
7141         struct rq *rq;
7142
7143         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7144         update_rq_clock(rq);
7145
7146         running = task_current(rq, tsk);
7147         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7148
7149         if (queued)
7150                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7151         if (running)
7152                 put_prev_task(rq, tsk);
7153
7154         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7155
7156         if (queued)
7157                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7158         if (running) {
7159                 set_next_task(rq, tsk);
7160                 /*
7161                  * After changing group, the running task may have joined a
7162                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7163                  * resched to make sure that task can still run.
7164                  */
7165                 resched_curr(rq);
7166         }
7167
7168         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7169 }
7170
7171 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7172 {
7173         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7174 }
7175
7176 static struct cgroup_subsys_state *
7177 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7178 {
7179         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7180         struct task_group *tg;
7181
7182         if (!parent) {
7183                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7184                 return &root_task_group.css;
7185         }
7186
7187         tg = sched_create_group(parent);
7188         if (IS_ERR(tg))
7189                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7190
7191         return &tg->css;
7192 }
7193
7194 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7195 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7196 {
7197         struct task_group *tg = css_tg(css);
7198         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7199
7200         if (parent)
7201                 sched_online_group(tg, parent);
7202
7203 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7204         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7205         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7206         rcu_read_lock();
7207         cpu_util_update_eff(css);
7208         rcu_read_unlock();
7209         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7210 #endif
7211
7212         return 0;
7213 }
7214
7215 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7216 {
7217         struct task_group *tg = css_tg(css);
7218
7219         sched_offline_group(tg);
7220 }
7221
7222 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7223 {
7224         struct task_group *tg = css_tg(css);
7225
7226         /*
7227          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7228          */
7229         sched_free_group(tg);
7230 }
7231
7232 /*
7233  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7234  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7235  */
7236 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7237 {
7238         struct rq_flags rf;
7239         struct rq *rq;
7240
7241         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7242
7243         update_rq_clock(rq);
7244         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7245
7246         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7247 }
7248
7249 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7250 {
7251         struct task_struct *task;
7252         struct cgroup_subsys_state *css;
7253         int ret = 0;
7254
7255         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7256 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7257                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7258                         return -EINVAL;
7259 #endif
7260                 /*
7261                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7262                  * running, we're sure to observe its full state.
7263                  */
7264                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7265                 /*
7266                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7267                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7268                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7269                  */
7270                 if (task->state == TASK_NEW)
7271                         ret = -EINVAL;
7272                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7273
7274                 if (ret)
7275                         break;
7276         }
7277         return ret;
7278 }
7279
7280 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7281 {
7282         struct task_struct *task;
7283         struct cgroup_subsys_state *css;
7284
7285         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7286                 sched_move_task(task);
7287 }
7288
7289 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7290 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7291 {
7292         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7293         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7294         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7295         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7296         enum uclamp_id clamp_id;
7297         unsigned int clamps;
7298
7299         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
7300         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
7301
7302         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7303                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7304                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7305
7306                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7307                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7308                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7309                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7310                         if (uc_parent &&
7311                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7312                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7313                         }
7314                 }
7315                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7316                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7317
7318                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7319                 clamps = 0x0;
7320                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7321                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7322                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7323                                 continue;
7324                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7325                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7326                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7327                 }
7328                 if (!clamps) {
7329                         css = css_rightmost_descendant(css);
7330                         continue;
7331                 }
7332
7333                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7334                 uclamp_update_active_tasks(css);
7335         }
7336 }
7337
7338 /*
7339  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7340  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7341  * character constant, use two levels of macros.
7342  */
7343 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7344 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7345
7346 struct uclamp_request {
7347 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7348 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7349         s64 percent;
7350         u64 util;
7351         int ret;
7352 };
7353
7354 static inline struct uclamp_request
7355 capacity_from_percent(char *buf)
7356 {
7357         struct uclamp_request req = {
7358                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7359                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7360                 .ret = 0,
7361         };
7362
7363         buf = strim(buf);
7364         if (strcmp(buf, "max")) {
7365                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7366                                              &req.percent);
7367                 if (req.ret)
7368                         return req;
7369                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7370                         req.ret = -ERANGE;
7371                         return req;
7372                 }
7373
7374                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7375                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7376         }
7377
7378         return req;
7379 }
7380
7381 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7382                                 size_t nbytes, loff_t off,
7383                                 enum uclamp_id clamp_id)
7384 {
7385         struct uclamp_request req;
7386         struct task_group *tg;
7387
7388         req = capacity_from_percent(buf);
7389         if (req.ret)
7390                 return req.ret;
7391
7392         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
7393
7394         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7395         rcu_read_lock();
7396
7397         tg = css_tg(of_css(of));
7398         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7399                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7400
7401         /*
7402          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7403          * exact requested value
7404          */
7405         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7406
7407         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7408         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7409
7410         rcu_read_unlock();
7411         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7412
7413         return nbytes;
7414 }
7415
7416 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7417                                     char *buf, size_t nbytes,
7418                                     loff_t off)
7419 {
7420         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7421 }
7422
7423 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7424                                     char *buf, size_t nbytes,
7425                                     loff_t off)
7426 {
7427         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7428 }
7429
7430 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7431                                     enum uclamp_id clamp_id)
7432 {
7433         struct task_group *tg;
7434         u64 util_clamp;
7435         u64 percent;
7436         u32 rem;
7437
7438         rcu_read_lock();
7439         tg = css_tg(seq_css(sf));
7440         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7441         rcu_read_unlock();
7442
7443         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7444                 seq_puts(sf, "max\n");
7445                 return;
7446         }
7447
7448         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7449         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7450         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7451 }
7452
7453 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7454 {
7455         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7456         return 0;
7457 }
7458
7459 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7460 {
7461         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7462         return 0;
7463 }
7464 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7465
7466 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7467 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7468                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7469 {
7470         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7471                 shareval = MAX_SHARES;
7472         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7473 }
7474
7475 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7476                                struct cftype *cft)
7477 {
7478         struct task_group *tg = css_tg(css);
7479
7480         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7481 }
7482
7483 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7484 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7485
7486 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7487 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7488 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
7489 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
7490
7491 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7492
7493 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7494 {
7495         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7496         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7497
7498         if (tg == &root_task_group)
7499                 return -EINVAL;
7500
7501         /*
7502          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7503          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7504          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7505          */
7506         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7507                 return -EINVAL;
7508
7509         /*
7510          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7511          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7512          * feasibility.
7513          */
7514         if (period > max_cfs_quota_period)
7515                 return -EINVAL;
7516
7517         /*
7518          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
7519          */
7520         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
7521                 return -EINVAL;
7522
7523         /*
7524          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7525          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7526          */
7527         get_online_cpus();
7528         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7529         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7530         if (ret)
7531                 goto out_unlock;
7532
7533         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7534         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7535         /*
7536          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7537          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7538          */
7539         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7540                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7541         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7542         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7543         cfs_b->quota = quota;
7544
7545         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7546
7547         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7548         if (runtime_enabled)
7549                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7550
7551         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7552
7553         for_each_online_cpu(i) {
7554                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7555                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7556                 struct rq_flags rf;
7557
7558                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7559                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7560                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7561
7562                 if (cfs_rq->throttled)
7563                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7564                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7565         }
7566         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7567                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7568 out_unlock:
7569         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7570         put_online_cpus();
7571
7572         return ret;
7573 }
7574
7575 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7576 {
7577         u64 quota, period;
7578
7579         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7580         if (cfs_quota_us < 0)
7581                 quota = RUNTIME_INF;
7582         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7583                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7584         else
7585                 return -EINVAL;
7586
7587         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7588 }
7589
7590 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7591 {
7592         u64 quota_us;
7593
7594         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7595                 return -1;
7596
7597         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7598         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7599
7600         return quota_us;
7601 }
7602
7603 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7604 {
7605         u64 quota, period;
7606
7607         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7608                 return -EINVAL;
7609
7610         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7611         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7612
7613         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7614 }
7615
7616 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7617 {
7618         u64 cfs_period_us;
7619
7620         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7621         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7622
7623         return cfs_period_us;
7624 }
7625
7626 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7627                                   struct cftype *cft)
7628 {
7629         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7630 }
7631
7632 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7633                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7634 {
7635         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7636 }
7637
7638 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7639                                    struct cftype *cft)
7640 {
7641         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7642 }
7643
7644 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7645                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7646 {
7647         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7648 }
7649
7650 struct cfs_schedulable_data {
7651         struct task_group *tg;
7652         u64 period, quota;
7653 };
7654
7655 /*
7656  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7657  * note: units are usecs
7658  */
7659 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7660                                struct cfs_schedulable_data *d)
7661 {
7662         u64 quota, period;
7663
7664         if (tg == d->tg) {
7665                 period = d->period;
7666                 quota = d->quota;
7667         } else {
7668                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7669                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7670         }
7671
7672         /* note: these should typically be equivalent */
7673         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7674                 return RUNTIME_INF;
7675
7676         return to_ratio(period, quota);
7677 }
7678
7679 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7680 {
7681         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7682         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7683         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7684
7685         if (!tg->parent) {
7686                 quota = RUNTIME_INF;
7687         } else {
7688                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7689
7690                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7691                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7692
7693                 /*
7694                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7695                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7696                  * limit is set:
7697                  */
7698                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7699                         quota = min(quota, parent_quota);
7700                 } else {
7701                         if (quota == RUNTIME_INF)
7702                                 quota = parent_quota;
7703                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7704                                 return -EINVAL;
7705                 }
7706         }
7707         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7708
7709         return 0;
7710 }
7711
7712 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7713 {
7714         int ret;
7715         struct cfs_schedulable_data data = {
7716                 .tg = tg,
7717                 .period = period,
7718                 .quota = quota,
7719         };
7720
7721         if (quota != RUNTIME_INF) {
7722                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7723                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7724         }
7725
7726         rcu_read_lock();
7727         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7728         rcu_read_unlock();
7729
7730         return ret;
7731 }
7732
7733 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7734 {
7735         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7736         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7737
7738         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7739         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7740         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7741
7742         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7743                 u64 ws = 0;
7744                 int i;
7745
7746                 for_each_possible_cpu(i)
7747                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7748
7749                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7750         }
7751
7752         return 0;
7753 }
7754 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7755 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7756
7757 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7758 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7759                                 struct cftype *cft, s64 val)
7760 {
7761         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7762 }
7763
7764 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7765                                struct cftype *cft)
7766 {
7767         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7768 }
7769
7770 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7771                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7772 {
7773         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7774 }
7775
7776 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7777                                    struct cftype *cft)
7778 {
7779         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7780 }
7781 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7782
7783 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7784 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7785         {
7786                 .name = "shares",
7787                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7788                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7789         },
7790 #endif
7791 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7792         {
7793                 .name = "cfs_quota_us",
7794                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7795                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7796         },
7797         {
7798                 .name = "cfs_period_us",
7799                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7800                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7801         },
7802         {
7803                 .name = "stat",
7804                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7805         },
7806 #endif
7807 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7808         {
7809                 .name = "rt_runtime_us",
7810                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7811                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7812         },
7813         {
7814                 .name = "rt_period_us",
7815                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7816                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7817         },
7818 #endif
7819 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7820         {
7821                 .name = "uclamp.min",
7822                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7823                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7824                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7825         },
7826         {
7827                 .name = "uclamp.max",
7828                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7829                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7830                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7831         },
7832 #endif
7833         { }     /* Terminate */
7834 };
7835
7836 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7837                                struct cgroup_subsys_state *css)
7838 {
7839 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7840         {
7841                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7842                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7843                 u64 throttled_usec;
7844
7845                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7846                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7847
7848                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7849                            "nr_throttled %d\n"
7850                            "throttled_usec %llu\n",
7851                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7852                            throttled_usec);
7853         }
7854 #endif
7855         return 0;
7856 }
7857
7858 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7859 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7860                                struct cftype *cft)
7861 {
7862         struct task_group *tg = css_tg(css);
7863         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7864
7865         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7866 }
7867
7868 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7869                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7870 {
7871         /*
7872          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7873          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7874          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7875          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7876          * the original value over the entire range.
7877          */
7878         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7879                 return -ERANGE;
7880
7881         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7882
7883         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7884 }
7885
7886 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7887                                     struct cftype *cft)
7888 {
7889         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7890         int last_delta = INT_MAX;
7891         int prio, delta;
7892
7893         /* find the closest nice value to the current weight */
7894         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7895                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7896                 if (delta >= last_delta)
7897                         break;
7898                 last_delta = delta;
7899         }
7900
7901         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7902 }
7903
7904 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7905                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7906 {
7907         unsigned long weight;
7908         int idx;
7909
7910         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7911                 return -ERANGE;
7912
7913         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7914         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7915         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7916
7917         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7918 }
7919 #endif
7920
7921 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7922                                                   long period, long quota)
7923 {
7924         if (quota < 0)
7925                 seq_puts(sf, "max");
7926         else
7927                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7928
7929         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7930 }
7931
7932 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7933 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7934                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7935 {
7936         char tok[21];   /* U64_MAX */
7937
7938         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7939                 return -EINVAL;
7940
7941         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7942
7943         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7944                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7945         else if (!strcmp(tok, "max"))
7946                 *quotap = RUNTIME_INF;
7947         else
7948                 return -EINVAL;
7949
7950         return 0;
7951 }
7952
7953 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7954 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7955 {
7956         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7957
7958         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7959         return 0;
7960 }
7961
7962 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7963                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7964 {
7965         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7966         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7967         u64 quota;
7968         int ret;
7969
7970         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7971         if (!ret)
7972                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7973         return ret ?: nbytes;
7974 }
7975 #endif
7976
7977 static struct cftype cpu_files[] = {
7978 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7979         {
7980                 .name = "weight",
7981                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7982                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7983                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7984         },
7985         {
7986                 .name = "weight.nice",
7987                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7988                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7989                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7990         },
7991 #endif
7992 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7993         {
7994                 .name = "max",
7995                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7996                 .seq_show = cpu_max_show,
7997                 .write = cpu_max_write,
7998         },
7999 #endif
8000 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
8001         {
8002                 .name = "uclamp.min",
8003                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8004                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
8005                 .write = cpu_uclamp_min_write,
8006         },
8007         {
8008                 .name = "uclamp.max",
8009                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8010                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
8011                 .write = cpu_uclamp_max_write,
8012         },
8013 #endif
8014         { }     /* terminate */
8015 };
8016
8017 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8018         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8019         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8020         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8021         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8022         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
8023         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8024         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8025         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8026         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
8027         .dfl_cftypes    = cpu_files,
8028         .early_init     = true,
8029         .threaded       = true,
8030 };
8031
8032 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8033
8034 void dump_cpu_task(int cpu)
8035 {
8036         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8037         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8038 }
8039
8040 /*
8041  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8042  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8043  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8044  * that remained on nice 0.
8045  *
8046  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8047  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8048  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8049  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8050  * the relative distance between them is ~25%.)
8051  */
8052 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8053  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8054  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8055  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8056  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8057  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8058  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8059  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8060  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8061 };
8062
8063 /*
8064  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8065  *
8066  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8067  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8068  * into multiplications:
8069  */
8070 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8071  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8072  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8073  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8074  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8075  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8076  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8077  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8078  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8079 };
8080
8081 #undef CREATE_TRACE_POINTS